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Detecção de Defeitos na Colocação do Rótulo em Garrafas de Cerveja. Pedro Miguel Ferreira de Carvalho (E-mail: [email protected]). (URL: http://paginas.fe.up.pt/~ee02196). Dissertação submetida para a obtenção do grau de - PowerPoint PPT Presentation
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Dissertação realizada sob a orientação do Professor Doutor Professor António Paulo Gomes Mendes Moreira
E do Professor Doutor Professor Paulo José Cerqueira Gomes da Costa
Porto, Março 2008
Dissertação submetida para a obtenção do grau de Mestrado Integrado em Engenharia Electrotécnica e de
Computadores pela
Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto
PEDRO MIGUEL FERREIRA DE CARVALHO
(E-mail: [email protected])
DETECÇÃO DE DEFEITOS NA COLOCAÇÃO DO RÓTULO EM
GARRAFAS DE CERVEJA(URL: http://paginas.fe.up.pt/~ee02196)
RESUMO
INTRODUÇÃO
PROJECTO DO SISTEMA
VISÃO
ALGORITMO DE IDENTIFICAÇÃO DO CÓDIGO DE BARRAS E
SEU POSICIONAMENTO
ALGORITMO DE RECONHECIMENTO DE CARACTERES (OCR)
APLICAÇÃO DE CONTROLO
CONCLUSÕES
REFERÊNCIAS
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INTRODUÇÃODESCRIÇÃO DO PROBLEMA
Desenvolvido de um sistema rápido e de baixo custo, para detecção de defeitos na colocação dos rótulos em garrafas de cerveja.
O sistema deveria ser capaz de em tempo real (menos de 60 ms):
Identificar o código de barras do rótulo;
Verificar do correcto posicionamento do rótulo, detectando
desvios horizontais e verticais;
Verificar a impressão da data de validade e do lote de
produção;
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INTRODUÇÃO PROJECTO DO SISTEMA VISÃO IDENTIFICAÇÃO DO CÓDIGO DE BARRAS E DO SEU POSICIONAMENTO RECONHECIMENTO DE CARACTERES (OCR) APLICAÇÃO DE CONTROLO
CONCLUSÃO REFERÊNCIAS
ARQUITECTURA DO SISTEMA
PROJECTO DO SISTEMA
Sistema modular com 2 câmaras
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INTRODUÇÃO PROJECTO DO SISTEMA VISÃO IDENTIFICAÇÃO DO CÓDIGO DE BARRAS E DO SEU POSICIONAMENTO RECONHECIMENTO DE CARACTERES (OCR) APLICAÇÃO DE CONTROLO
CONCLUSÃO REFERÊNCIAS
PROJECTO DO SISTEMA
SET-UP DO SISTEMA
Plataforma de Desenvolvimento das Aplicações
• Kylix3 sobre distribuição Linux Mandriva
2006
• Servidor de base dados Firebird.
Estrutura Mecânica (14 garrafas/segundo)
Estrutura Electrónica
Câmara FireWire
• Modelo DMK31BF03 da ImagingSource
(preto e branco com sinal de trigger)
Mecanismo de Iluminação
• Estroboscópio
Sensor de detecção de garrafa
• Sensor fotoeléctrico da Omron E3F2
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CONCLUSÃO REFERÊNCIAS
PROJECTO DO SISTEMA
MECANISMO DE ILUMINAÇÃO E DE SINCRONISMOTrigger: O momento de exposição é determinado pela entrada de
trigger. A exposição começa 4.8μs depois de ocorrer um pulso de
trigger. Uma vez mais o tempo de exposição pode ser ajustado, por
software, dentro de uma gama 100μs to 30s. O tempo de leitura da
imagem é recíproco ao frame rate da câmara.
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INTRODUÇÃO PROJECTO DO SISTEMA VISÃO IDENTIFICAÇÃO DO CÓDIGO DE BARRAS E DO SEU POSICIONAMENTO RECONHECIMENTO DE CARACTERES (OCR) APLICAÇÃO DE CONTROLO
CONCLUSÃO REFERÊNCIAS
CALIBRAÇÃO DOS PARÂMETROS DE TRANSFORMAÇÃO
VISÃO
Parâmetros de calibração da câmara:
Rotação da câmara em relação ao sistema de coordenadas do mundo
(rotX, rotY, rotZ)
Distância focal equivalente (EqDist)
Pontos usados na calibração:
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CONCLUSÃO REFERÊNCIAS
VISÃO
O valor de EqDist funciona como um factor de escala:
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CONCLUSÃO REFERÊNCIAS
VISÃO
TRANSFORMAÇÃO DAS COORDENADAS DE IMAGEM EM COORDENADAS DO MUNDOuvz2xy:
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CONCLUSÃO REFERÊNCIAS
VISÃO
Efeito de perspectiva projecção
TRANSFORMAÇÃO DAS COORDENADAS DO MUNDO EM COORDENADAS DA IMAGEMxyz2uv:
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CONCLUSÃO REFERÊNCIAS
IDENTIFICAÇÃO DO CÓDIGO DE BARRAS E SEU POSICIONAMENTOTIPOS DE CÓDIGOS DE BARRAS UTILIZADOS
EAN8
EAN13
Características:
Os dígitos são representados por 7 bits constituídos
por 2 barras e 2 espaços. Nenhuma barra ou espaço
pode ser maior que 4 bits.
Todos os dígitos da Left-Hand começam com um 0
(espaço branco) enquanto que os da Righ-Hand
começam sempre com 1 (barra preta).
Dados relevantes:
» têm sempre o mesmo número de transições
» têm sempre o mesmo número de bits
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CONCLUSÃO REFERÊNCIAS
IDENTIFICAÇÃO DO CÓDIGO DE BARRAS E SEU POSICIONAMENTOPROCESSAMENTO DE IMAGEM
A classificação dos pontos de interesse ao longo da linha consiste em percorrer todos os pixeis e classificando-os em três níveis (ou dois niveis).
Várias linhas de pesquisa com diferentes
parâmetros de reconhecimento.
Combinação da informação resultante das
diversa linhas de pesquisa
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CONCLUSÃO REFERÊNCIAS
IDENTIFICAÇÃO DO CÓDIGO DE BARRAS E SEU POSICIONAMENTOValor Threshold dinâmico:
Diferente para cada linha de pesquisa
Diferente ao longo da linha de pesquisa
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CONCLUSÃO REFERÊNCIAS
IDENTIFICAÇÃO DO CÓDIGO DE BARRAS E SEU POSICIONAMENTOLOCALIZAÇÃO DO CÓDIGO DE BARRAS
Identificação do preâmbulo inicial (número de pixeis brancos consecutivos)
Detectar o número de transições até se encontrar o preâmbulo final.
Verificar de que tipo de códigos de barras foi identificado.
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CONCLUSÃO REFERÊNCIAS
IDENTIFICAÇÃO DO CÓDIGO DE BARRAS E SEU POSICIONAMENTO
Associar a cada barra preta ou espaço em branco o número de bits que representam
Determinar os dígitos que compõem o código de barras recorrendo às tabelas de codificação
Verificar o Checksum Digit
DESCODIFICAÇÃO DO CÓDIGO BARRAS
Para obtenção do posicionamento da linha: Assumido que o código de barras se encontra na vertical Usada a relação entre o tamanho real do código de barras e seu tamanho na imagem.
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CONCLUSÃO REFERÊNCIAS
IDENTIFICAÇÃO DO CÓDIGO DE BARRAS E SEU POSICIONAMENTOFUSÃO DA INFORMAÇÃO PROVENIENTE DAS DIVERSAS SCANLINES
Posicionamento do código de barras: O posicionamento (x,y,z) é dado pelo posicionamento da linha de topo e é relativo ao canto
superior esquerdo
Inclinação, dadas pelas 2 linhas centrais, é calculada achando a projecção no plano yz do plano que contém a origem e as linhas centrais.
Ângulo com que a câmara vê o código de barras é calculado achando a projecção no plano xy da intersecção do plano que contém a linha de topo e a origem e o plano que contém a linha de base e a origem.
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CONCLUSÃO REFERÊNCIAS
IDENTIFICAÇÃO DO CÓDIGO DE BARRAS E SEU POSICIONAMENTORESULTADOS
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CONCLUSÃO REFERÊNCIAS
RECONHECIMENTO DE CARACTERES (OCR)
PROCESSAMENTO DE IMAGEM
MÉTODO TEMPLATE-MATCHING
A classificação dos pontos de interesse da imagem é realizada de forma Binária.
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CONCLUSÃO REFERÊNCIAS
RECONHECIMENTO DE CARACTERES (OCR)
LOCALIZAÇÃO DA ÁREA DE IMPRESSÃO DA VALIDADE E DO LOTE DE PRODUÇÃO Detecção de transições horizontais na imagem juntamente com informação relativa ao tamanho da
linha de lote de produção e da linha de validade.
Agrupamento das linhas:
Não podem estar afastadas mais do
que o tamanho de 2 linhas
Ser possível serem atravessadas
pela mesma linha vertical
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CONCLUSÃO REFERÊNCIAS
RECONHECIMENTO DE CARACTERES (OCR)
RECONHECIMENTO DE CARACTERES
SEGMENTAÇÃO DE CARACTERES
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CONCLUSÃO REFERÊNCIAS
APLICAÇÃO DE CONTROLO
Funcionalidades: Diversos níveis de utilizadores com níveis de permissão diferentes
Visualizar informação sobre que alarme ocorreu, sua causa e possível resolução
Configuração dos parâmetros dos diferentes alarmes
Capacidade de introdução de novos produtos (sistema de base dados)
Visualizar a informação sobre um rótulo
Sinóptico
Manter histórico dos alarmes
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CONCLUSÃO REFERÊNCIAS
ORDEM DE PRODUÇÃO
APLICAÇÃO DE CONTROLO
Informação sobre o rótulo:
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CONCLUSÃO REFERÊNCIAS
APLICAÇÃO DE CONTROLO
ALARMES
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APLICAÇÃO DE CONTROLO
ARMAZENAMENTO DA INFORMAÇÃO
Base de Dados (Firebird):
Informação sobre os alarmes:
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CONCLUSÃO REFERÊNCIAS
CONCLUSÕES
Podemos concluir deste trabalho que:
Foram atingidos todos objectivos propostos. O sistema apresentado é bastante rápido e muito
mais barato do que qualquer solução existente no mercado.
Os ensaios laboratoriais obtiveram resultados positivos, o que permitiu a passagem imediata à
fase de implementação do sistema na linha de montagem da Unicer.
× Em ambiente industrial, surgiram os primeiros problemas, um dos módulos não pôde ser
implementado e o outro módulo ainda se encontra em fase de instalação e de testes.
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CONCLUSÃO REFERÊNCIAS
CONCLUSÕES
Sugestões de futuras implementações:
! Encontrar solução para a colocação da câmara para identificação do lote de produção e da
validade;
! Interligação a aplicação de controlo com a máquina rotuladora e assim poder utilizar o sistema
de rejeição automático que esta possui;
! Interligação a aplicação controlo com o software de planeamento e gestão de produção
existente na Unicer e, deste modo, conseguir automatizar alguns processos, como a introdução
manual de novos produtos na base dados.
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CONCLUSÃO REFERÊNCIAS
REFERÊNCIAS
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BATISTA, G. & K. M. KULKARNI (1988). A high accuracy algorithm for recognition of handwritten numerals. Pattern Recognition, vol. 21, no. 4, pp. 287-291.
BATISTA, JORGE, JORGE DIAS, HÉLDER ARAÚJO & A. TRAÇA DE ALMEIDA (1993). Monoplanar Camera Calibration for Off-the-Shelf TV Cameras and Lenses. Iterative Multi-step Approach. 5th Portuguese Conference on Pattern Recognition, pp. 53/62.
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CHAI, DOUGLAS & FLORIAN HOCK (2005). Locating and Decoding EAN-13 Barcodes from Images Captured by Digital Cameras. Addendum to Proceedings ICIS2005.
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KWAN, C. C., L. PANG, & C. Y. SUEN (1979). A comparative study of some recognition algorithms in character recognition. In Proc. Int. Conf on Cybernetics and Society (Denver), pp. 530-535.
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CONCLUSÃO REFERÊNCIAS
REFERÊNCIAS
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CONCLUSÃO REFERÊNCIAS
Porto, Março 2008
PEDRO MIGUEL FERREIRA DE CARVALHO
(E-mail: [email protected] -- URL: http://paginas.fe.up.pt/~ee02196)
OBRIGADO, PELA ATENÇÃO
FIM