автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.06, диссертация на тему:Автоматизация технологических процессов обувного производства с использованием визуальной информации

Р Г Б ОД

• - Нп правах рукописи

ПОПОВ НИКОЛА* БОРИСОВИЧ

АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕХГОЛиГИМЖИХ ПРОЦЕССОВ ОБУВНОГО ПРО'^оВОЛСт. С ИСШ^ЗОВМыНЛ ВИЗ! АЖ :ОЙ ЖЙОР1ЩМ •

Спэциальность: 0^.1".06 - "Технология обунпх и

кожевенно-галангереиных изделий"

^ВТОРЧФЕР'А!

-чсеерт^дии на соискание ученой

стегэни кандидат:, тгхг-песких наук *

Санк'.-Петирбург, 1996

. Работа к.ло.таена в Сгткт-Петербургском государственном . университете технологии и дизайна '

Научн'"э руководи, эли: доктор технических наук, профессор • "арагезян Ю.А.

доктор технических наук, профессор Комисаров А.Г.

Официалыые оппоненты: доктор технических наук, профессо]

Ва-.^щиков Н.15. V кгддтцат техн"ческ х наук,

- член-корреспгчдент инженерной

^.садемик Р?

■..-.'■ Го.панд Л.Л.

•

Ведущее предприят!^: АООТ "Виктория"

.Защита состоится "Г? " декабря 199 о г. в .16 час. на заседании специализи; 1ванног Совета К.063.67.01 при Санкт-Пет .рбургском государственном университете технологии ' диза'/л а, д. 241.

Адрес. 191065, ¿анкт-Петербург. ••л. Болела:. Морская, д. 3

С диссертацией хохно ознакомите в _ библиотеке униперсик • Автореферат разослан -"15 " гоября_ 1996 г.

Ученый сгек^етард. сп^цкали^.форлнноги Совета К.063,67.СЯ, кандидат . технических наук, ^о: .энт

К.И.Друзгальская

• OF'IAH ХАРАКТЕРНОША. РАБОТЫ

Актуальность проблемы. При автоматизации технологических процессов oójtbhoi о плоизводства часто возникает необходимость . обеспечить обход сложной криволинейной поверхности об"чи обраб; • тпващим инструментом. Эта задач? обычно решается путем создания сложных следящих устройств механического типа. Также изготовляются металлические шаблоны ^ножной фс змы, чтобы о'эспечить *

в.,жную траекторию. Однако проблема далека от тик как

программные методы задания траектории не учитывают индивидуальных дефектов наглого конкретного образца обуви и колодки, ь. следящие механизмы'сложны и ненадежны.' 3 итоге на прак;ике обработку сложных контуров производят вручную.

В кожевенном производств" также существует лроблема сортировки жестких кож с измерением площади и средней толщ.ты. Для з'.ой цели используют весьма сложные и дорогостоящие меритияь-. кие машины, которые непригодны .лтя включения 8 автоматическую линию, имею" специфические погрешности особенно при измерении толщин. Ме оды измерения. используемые л настоящее в^емя, не позволяют проводить измерения для полуобработанного сырья. Коаи в полуобработанном виде не являются плоскими, имеют раа.-ую тещину и плотность на разных участках, /агрессивные среда в кожевенном производстве затрудняют использование высокоточных оптг-ко-мсханических устройств, которые используются з измерительных машинах. •

Для Ьоздапия автоматических линий по обработке кож ц^тесо-образно бгло бы разработать не коже;..зрные машины, а модулп дат измерения толщин и п"о:цадей? а такяе для контроля дефектов кок бесконтактного и япе дистанционно.о типа.'¿лстанционность действия следящего устройства важна также ддя -те:лологичес;глх операций типа обработки следа затянуло:' обуви /операдии взъьрошива-ния и лромчзчвания клеем за/янной ктюм^л/, так как оиработка связана с образованием пыли, брызг клея и т.п.

Имеется определенном опыт использования телевкзионк х камер /ПЗС-типа/ в системе с вычислит- льнщл уст~ю"зтвом при изг. -рении стопы. Однако огтничен-'яя гс •ность измерения и специфичность задачи не позволяв/ в полной мера распространить такой

опыт "ля автоматизации задач обработп следа и других лодобп задач, где то\-.ость требуется на пор "дох выше и требования к устройствам иные. Одкако в целом подобней от-г, а чакка гт-зв: ^ие ?ех:шкл измерегий и прогресс вычислительно!! техники созд зэт цредпс шки развития средст_ сбог геометрической «шформа л я те. .дологических ситу-ций к^хеяркно-^бувного производства

Тагтм образом, *гктуаль"ой нг^/чно-техни эсчой значен г л, '•тся создание методов яроехтирован~я дяя создания недорогих С''срсдействутаих устройств измерения уормы и геометрических параметров "ля упре -ленш» адапэтш.ым и автоматическим т°хн к ческам оборудованием о'увного произв детва, а так з технолог! их гримвневия в производстве обуьи. .

Высранноо направление исследовачий - разработка срьдс.а ыерения пс^рхности меда затянутой обули, измереятя площади толщыш коет и ш*-чриалов ~ неровной поверхностью г ;зволяет < ватитъ наивнее актуалышй и наиболее иг. грокий в плане ра?ноо< разия 1грик нений круг ^-пгчаев измерения сложной $ормы объект« об>_шого прелзводства. г>

Г\яь и за..ачи ксслелоран1$. Целью настоящей рабе :ы явлж ся разработка основных методов, 1рех,зтв и технологий автомат! ции технолог ческах птюцесоов обработки следа затянутой обув; и сортироыси кож за счет применения скоростных измерив .угышх тройств на остове использоьаякя визуальной .^формации и при . вышвшш качества Наполнения этих технологических опере дий. 3 ответст*чш с поставленной целью в рябите решаются следпощиг э ¿¿ачи:

1/ изучение и аналиг состояния современной технологии кс ве"но-обувного производства и современных средотв измерения формы;

определенна пзноа^х трибовани?. к 'эмеритальным устро ствам да». раб еи в составе авголагачеехих устройств прл автом ти. ац и обработки педа затянутой ойуа.. « сс ->т..ровк'- кок;

3/ разработка методов проектирования, калибровки - обраб ки данных для созг'шия систем авюметкческого измерения фо;.\ш при аг'оматкзации технологиче^ок опорэдий обувне^о производи, 'ва;

4/ ра-работкл метода автоматического измерения фор.лы ле.

а

иякутой обуви для ав; оматязацял соотвеустзукг'Х 'тэяшогячес-их процессе н

. 5/разработка метода автоматЕпес-ого измерения пидадг кода; б/ разработка метода автоматизации и_.лере '.гл толщешн ком. Иотолн исс-л°ггс"ани",.. Нг.?тоя!епз исследования базируются па ■ отодолопш "ехночопет яздалнй из клет. прикладного г угевидек-я, рпкладяо2 математик. и вычислительной техники.

При проведешш экспериментов использовались макеты па оояо-э цифровых телекамер в систем с ПЭВМ.

Рдучиая роглт: -а работы. Выполнен-" классификации методов боо-онтакткого оглжо-элек грэнктг измерения коордш-ат и $-рмн.

Разработал метод автоматизации калибре зки измерительного чяройства на ознове цифровое телекамера.

Разработан метод б~сковтактного п^лероьия форми следа за-'януто'1 обуж в Д'ух позициях по попе^ эчтам сечениям.

Разработан алгоритм сеп&ращгя ..учей для симметричного о -юсительно вертикали, изображения.

Разработан метод бэсконтакпюго измерения площади кока с юшгоскь! поверхность . ф

Разработал метод бесконтактного измерения толаднн ¿;о.та с юшгоской поверхностью. • •

Практическая•значимость Результате. работы. Ыэтода я прог-представленное в настоящей работе, носят хостатечно уни-версаяьянЗ характер и ыог^ быть прямэяепы при проект рова: ли ¡ювого с зто^тичеокого оборудования обувного произволе! аа о эдаптквным у ташгешгвм : г основе визуальной шформацшг об збъе: ?е слашо& формы. Заедрелие разработок настоящей диссертация позволяет создать бесконтактннв дистанционно устройства для практически мгновенного измерения сложной формы обу на .ли к^ти. Такие „атройства в составе автоматической сяотс.л! позволяют рзгко повысить качоот: ~> и надежность р'чюлнеш«! т-зхкол' ги-честатх операций,, которт равняю ввполк лись только с уасткэм человека. Предлагаемый подход позволяет создавав . лэд^рлтель-шт устройства вязуАяьпогс типа с млпимэльршл затраа^ли, что оссбвто важно дпи лог"ой прошдшггкооти'

Результат иссл довагехя вподреш? на АООТ "Виктория" с см ггемнм экономическим эффектом бол^о 540 шп. рублёй7в~ггд.

Алтобацря работы.Результаты исследования были доложенк на научно-технических советах АООТ "Скороход", АООТ "Виктория", АООТ СКВ КОМ, АО "ДИОМсд", на к? "едре технологии и аонструтрова-ниг изделий лз кож". Санкт-Петербургского государственного университета гехнслотаи и дизайна. ,

Публит^ции. Г V теме диссертации ппубликоьада два научные работы. -

Структура и объем Работы. Г.юсертационяая работа состоит ьз введения, четыре:, разделов, общих выводов, библиографии и цри-ложения. Работа изло/'эп. на 173 а машинописного текста, содержим рис., табл., библяограф-ческий список включает 131 ггимввпвание, работа содержит с. приложений.

С0ДЕ?Е»Ш РАБОТЫ

Во ввел'- .ии оосс?.овивается актуальность теш диссер' здион-ной. работы, сформулированы цели и задачи исследований, ощ делены научна- новизна я практическая значимость результатов

В п-г овой главе вше пен анализ литературных источников в области автоматизации технологических процессов обработки следа затянутой обуви, автелатизтции ко'тролч ге метрических параметров кок к современных средств измерения сложной фгрмы. Проведена клас?и4..кациа бе контактны1' методов измерения формы.

3 обувном производстве существует объект: тная необходимость л автоматизации технологических операций обработки следа затянутой обуви. Анализ опыта в этой области показавает, что наиболее эффективное лэшение проблемы ^олет быть достигнуто тутой использования адаптивного управления оборудованием на основе информации о геометрии конкретного обрбаты&а-шого образца обуви.

В коже энном производстве существует проблема автоматизации чонтра'ч геометрических пах -шепюв кок в процессе производства«, а такхе сох. ления точности и быстродействия ^эмерэния площад;' и толиины кож, имеющих нешюокув форму.

Эти задачи в основном свг>пят&. к проблеме до^матизаций измерения объекта олоашой формы. Существующий опы* в этой облас-

ти в обувнсч производстве в основном касается изменения стопи и колодки и не мояпт быть непосгэдственно переносен лля -ешения иных задач технологии.

Проводе!-Шй очали_ и классификация совпомэнных методов автоматизации сложной фоомн показал ба'чдюе разнообр; зие техл.пси бесконтактных оптико-элвктрс зых изменений координат. Откачена гысокач эффективность систем технического зрения /СТЗ/ при тенденции к снижению их стоимости. Применение систем СТЗ в автоматическом оборудовании обувного производства практически не отмечено, чл объясняется .утян^о^и формы оиъекта по сравнении о традиционными областями использования СТЗ. Известны отдельные разработки сточомеров за ^убряом, использукше телекамеру для д: /»л' ;пых измерений и механическое. с:..шарование лазерным лучом для трехмерных измерений. Зги устрой. :ва п_е полмили распространения из-за сложности и дероговклгн.

В работах профессора Комиссарова А.Г. впервые лрим?нена цифровая телекамера в системе а компьютером, что позволите создать недорогое и над^тле^ автоматическое ^тройство для измерения обт-чгиой форш стоите без использования' двияущался деталей. Особенности) метода яь/лось гопользованко подсветки объекта системой плоских лучей и условленных а ^орнгмов обработки дан— •шх. Этот метод сте* .жективен для создашь недоро сих, быстродей-ствувдих кз^ригелей фо>лы с невысокой относительной гочноотаэ /'по сравнен, .э с приборами с механическим сканированием лазерного луча/.

Таким образом, целесообразно распространить ош: црименэ- ' пия СТЗ при создании стопо-.зрсв для ро_иза1т.ии --йач автоматизации гдитгано.о управления я контроля операций обработка сле-и контрой коятовара для обувного производства. Ц^и этом с э-дует учесть резкое улз шзн"з технологических покаг~телей СТ-1 и снижение стоимости за последний год: , а также прогрг~:с компьютерной техники. Зто позволяй улучшть точно, тт.'э и, другие оьоплуаг диокнне характер" згаки систем за «чет уолот-жа алге ритмов обрабо^.л дь.ль'т. Метода с^аботггт дашых в осг^вном оп-рэде.ш^сл: конкретно** технологической обстановкой т операции обработки следа обуви п : -,птроля геометрических параметров.

второй главе' исследованы возыонности использования ра личных методов телевизионных рзмерегап! одъешой *орш, допус: з гш автг птизацию измерений без пргт.'енения движущихся дэтале Устшое зно, что ключевой проблемой автоматизации является над ность метода ан^п^за гзображчнпй. .

Определены схемы и расчетные формулы измерений стереоскоп часким ые*с_;ш, што, ом муарового эффекта и методом плоских лучей. Ус~йновлея^г что наклучщую надежность при автсатическо реализации ийеет уот'1 пяосмах лучей, что подтверждается успел ко-, реализацией при создании стопомеров.

Эт^т метод предполагает подсваа-.у поверхности объекта сис гемой гогосках лучей и поучение изображения о помошыз СТЗ. Тог да косрдиниты любо'1 точф » принаьдежазяй световому сэче-ьиэ на поверхности объекта, быть найдены по координатам изображена?1 этой гочтщ по формулам /г-ио. 1 и 2/:

и '^у''•" ^ •

W

у - ' .J*

—' •• "-¿у_______

J---f~—y - СOS U ) * 1Г

V

где • Л - иогоденнэ оптлчеегого центра а- координате 7; ..

3 ~ полохапйе оптического хентра по координате Z • ^ Cj - расстояние, отсекаемое плоским лучои j от оптнче< кого центра по сптич-ско.; оси;

- ухо«, составляемый плоским лучом У с оптической fibs;

- дистанция от оптического центр? до фотфиемниг-;

. ■ «

Ъ] *171 ~ координата иг обращения точки S¿ • принад лежащей лучу} • Исследованы современные средства восприятия изобратсышй в стеме с компьютером. Установлено, что в современное ситуации едуот ориентир^^??^ на использование неспора; .зированной * андартной и сгрил-о & ¡»фскаемой недорогой техники, а именно: ботаявщх в тс#&£.л<>ййаюм сгамарте ПЗС телекамер о разрешенк-' 300-600 строк а с урог :ем шума 45- ~0 я'й , а т^чжо $реймгра<' рог для РС-мадин фор. лта 512x512x8 бит. кл заг^ч с высоким:: еботниямп к относительной точность стедует иметь ввиду не -андартные сенсоры с разрешением до 5000х5С~0.

Впервые проведен.анализ точности измерительно"*. системы с дсветкой плоскими лучами с учетом погрешность/, вносимых осво-теле". Полностью разработай ме^од и алгоритм автоматизации оцесса г-итбронкц тел'чс—леры в составе измерительной "¡истомы.

С цольа обеспечения повыеэнной точности измерений прэдло-н новый метод калибровки телекамеры, допускавший ав^оматиза-ю калиброска за счет сокращения числа анализируемых парамот-в системы. Это■ повышает ,гстсйч: вость решечия.

Предложены формула для определения координат изображения 'пси *(гггт1 по исходным координатам точю. «

Ух Не) , положению оптического "зптр^'Х0, У , ¿о и цент;"! дра изображения №о па .

. 9 и - К0__•

ь - то* ^

Теперь вычислим '.'эсише прот*зводнно:

дти _ - 4--г*): У*

- -К» г 1-2.73/

àhnj _-• ^• л • i^yioC ьу* ~ ír¡/¿ -yj c<

* V ~?/v¿ -yj ^cc -¿g c^«?

jí hni___£: X • __■

.. . " А

*. -Jiffy i-4o)<uA- á¿ -г, j cos¿] -¡¿»¿((Wo) C»¡ -г.) ft»/) -a

Tf '

, -Ус) ofo'- -/.) ¿ .Ь f " Г#-.) -C2¿-2,) cosed

•

Эти производны" вычисляют, задаваясь предполагаемыми значениями -f , c¿ , , У„, /7?о, • При калибровка задают г~юб-ные точки ¿ с координатами X-L , </■ , Z¿ и получают расчетные координаты их изображений t>f¿ t*>rr7¡. по формулам /2/. Также измеряются фактические координаты их изображений flL , Jrti .

Затем на основе этих данных составляется система линрйных уравнений. Система решается относительно поправки А £ , а о(, A Z0 » а Уо >л tfo >лПо '

■ ;

tli -nn¿ --úf^fi+M ilitli

v «Л 9¡fe сл4 ь .10

,1 V А /V

tn-tvv. /ÍÜ!£í ^AZjj^JLL¿ y.

o o y» • W.

iüü > • ' '

i M« <5 «o

где = 1, .... 3.

Если поправки не удовлетворительны, выбирают другую тройку точек ^ , , и повторяет процесс. -

В тоетье'й главе проанализирован*' основные истопник.! пог-, решностей пр" обработке следа затянутой ( буш автоматической системой. Показано, что основным источником дчфектоз обработки являются неточности-данных о поверхности обрабатываемого образца. Предложено оптимизировать процесс автоматической обработки следа затянутой обуви путем введения режима изь.зрения каждого образца обуви перед обработкой с поел .дующей' коррекцией управляющей /инструментом/ программы,

Дпя автоматизации измере«»л следа чатянутой обули предложено использоватт СТЗ с подсчеткой цс .архиости системой непересекающих л плоских лучей, пграиелышх днгг другу. Это позволяет реализовать режим и.мерелия без движущихся деталей; что очень важно для ловышен"я быстродействия и надежности работы устройства. Показан? важне. создания алгоритма обработка даннык -сепарации лучей, присутствующий' одновременно на изображении,

"олученном СТЗ.

Ka основе предварительных экспериментов предложена оптимальная схема измерен.л следа затянутой обуви в двух позициях: носочло-пучковая и геленочн'-пяточная части отдельно. Подсветка поверхности осуществляется лучами, принадлежащими продольной плоскости /профилю.'' колодки. Уго~ наклона лучей и оптической оси СТЗ к измеряемой поверхности близок j£ /4, а угол между лу-чаг.от и оптич', зкой осью СГЗ близок -^/2. Это обеспечиваем максимальную чувствительность системы. '

При синтезе оптимальной измерительной схемы следуе- использовать следующие критерии:

1/ значимое изображение должно занигать по возможности большую часть кадра для достижения макзимальной точное^!;;

2/ плоские лучи должны образовывать сечения н.верхности, удобные для получении пллеаного конечного результата;

3/ плоские лучи и взаиморасположение объекта, осветителя и камер доиез»' образовывать' изображение по возможности наиболее простое для работы алгорлтмг сепарации лучей, ^ ".оличество лучей лолкно быть минимальным и недопустимо их перекртие в важной для изменения зоне;

угол между опт!Г зской с ью JT3 г плоскостью лучей долхе:: по возможности быть Ляизок к ^Г/2 для поьлшепия точности.

'.la основании вшае.триведеннрх соображений в настоящей работе предложена сл_>ду! пая cxs. ia измерений, приведенная на рио. 1 -2.

Измерение производятся три -еперчно" направлении следа лучей по отношению к продольной оси колодки. При этом для уменьшения количества зг чей г лед к;лодки делится на две зоны "геле-ночно-пягочну^" и "носочно-пучковто", для каздой из которых из- . мерение производите отдельно. Еа схем; элементы, участвующие в измерении г.еленочно-п::точ::ой чзст" помечены и..рихом. Измерительная с-;-?ма симметрична относительно с зи 'ЛГ. На с. зновании 1 укреплен-" изм.еряекгя площадка 2 с затянутой обувью. Продольная ось колодки 2 совмещена с oo'fa? коордийаг ОУ. След колодка обращен в сторону тпе^амер 4 и осветителе!' 5. Сиуические oes; оптических систем камер 3 и з' , а -.акте освститслей 5 и 5'' лежат в плоскости ¿.О У . "оле зрения, оптической систем!! „ теле©

Схима измерения слада затянутой обуви

2

%

Рис. I

Cxam расчета координат У,?.

Pao. 2

камеры 4 соответствует "яооочно-пучкивой" чаота ,

оптической системы и камеры 4' "гвлено^онркИМ^ШММьл Оптичесху-! оси систем 3 и 3' направлены под утло», близки» л ¿£/4, по отношении к соответствующей поверхности следа и образуют о осы) £ острые углы еС и Л' соответственно Освнт^е-ли 5 проекционног типа включает объектив б, транспарпт 7 в иь-де набора прозрачных параллельных линий -по числу проектируемых плоских лучей. Так.э осветители 5 сод .жат лампу 9 и "»тражаталь-ную и ковденсорную систему 8. 0ове,,атв7'и 5 проектируют оиотецу плоских лучей ] »1, . на соответствующую зону изме-

рения следа ^буви. Лучи ] образуют с опткческой осью юа.^ры 4 углы „у , близкие к & '2. Плоскости лучей» при этом перпендикулярна плоскости Л о у .

Проведены предг-фителыше чкспергатепты по обработке изображений класс чески: т для СТЗ процедурами низкого уровня. Установлено, что характер изображения объекта криво.- тнейнсй фслаж-ноЯ формы и задача измерения координат такоИ поверх ости не позволяют с успехом ислгтьзовать традиционные метода обраоотки изображений для получения конечного результа-а и требуют значительных затрат временя. Требования по шушм толока.еры и адаптации к условиям освещенности могу и должны быть решены ня аппарат- * ном уровне, так как в отличив от многих клаоплческих задач приклалчого телевидения характер сцены I н~шем случае не изменяется.

Признано целесообразным разрабатывать спед'алк"нрованные алгоритмы анализа и обработки изображений с цель» сепарации изображен©» лучой для последующего расчета по формулам /1/ хо-рда*. г нат световых сечений X, У, 2 . При а*ом след ит в максимальной.' : степени ьавользо-ать априори;^ информацию об объекте измерения». Ооновяой процедурой подобного алгори .га является агтлиз столбцов изображения при условие, что строка параллель®. плоскостям лучей. В этом случае столбец пересекает максимальное число лу- ... че~ и является весьма информативным. Лучи отслеживайте как С овязные оветовые пятпа соседних столбцов. При определении номе-I в лучей следует иметь ввиду, что в одном атолбгт пятна, соответствующие лучам, расиоложегч всегда в порядке следования-лу* чей в пространстве.

.рчработеч конкретны! алгоритм сепарация лучей для предаю-' . женн^го выше способа измерения поверхности следа обуви. Алгоритм учитывает сшчетрш изображен- *! относительно столбца посреди кадра и предполагав» отслеживание в два прием? с левой и с правой стороны о учетом изображения, которое с этих краев носит регугтрный характер /ребро гледа/. •

Проведены ч;зкетирование и испытания метода измерения оледа ' обуви с пршенбнгвм описанного -шгоритма сепарации лучей. Испытали подте срдшш {григоднс метода для с неконтактного автоматического измерения следа сйтянутоЛ обуви.

Ь уетворто0 главе Разработаны бг",к->нтактныо методы 'конп>о~ ля ознобных параметров кони: площади и толщины. Эти способы попользуют для измерений'систему технического зрения с подсветкой ног эрхрости структуг там освещением. Предложенные метода обосио-чивэют автоматизацию процесса с уЕсличсние?" качества г а сче'г увеличения Чэчек измерения по сравнению с существующими кашика-ш тля контроля и сортировки кол. ' .

В ' гстности, предложен бесконтактный метод измерения югота-.дз кета с неровно? поверхностью, использующий комбинации метода с подсветкой гаюскши л; чаш/и теневого катода оптико-элоктрон™ ного изм„решг контура.

При измерении площади слабоискгзглешюго объекта ыщеляот-са слбдйтшше параметры: контура проекции границ на опорную плоскость и так нааываедщй "сеточный обра;, ', который обычно сг^дста-Бйяет собой набор «координат точек пересечения поверхности объал-та некоторой сеткой, на'ладываемой на изображение. праведен аггорэтм расчота площади по изображение I _х>екщш границ /1 1садр/ п изображению пово: аюсти, подсвеченной структурой. шго-сюи лучей Д кадр/.

■Этап 1. Получают изображение границ объекта путем создания контрастного фона нп отношению к объекту. Это легко достигается путам помещения о- ьехта меаду камерой и истсчи^ком сЕета /например с ис юльзованием полупрозрачной опорной илоскостн, о^зеп;>-гмой окизу/.

Зт и 2. Бинаризация кзобракешш ьр -дуоматрявааг обработку, в результате которой чзобрагенче объекта будет иметь яркость 1, а фон? О /их " наоборот/.

Этап 2. Расчет площади ио бинарное/ изобоажеш э 1

- где 5 - длоиадь;

К - коэффициент увеличен: г

дистанция от объектива до объекта

К -----------;

фокусное расстояние объектнча

Р.. - плопшю элемента изображения /пик-ала/ объектг о яр-

к стью 1; й - индекс строк изображения; J - индекс столбцов ?'-юбт>ажеаия.

Этап 4. Пгту .ают и^й^ние 2 поверхности.подсвеченн: й плоскими лучами.

Этап 5. Бинаризация : зображепия г включает"про:, эду^ы анализа изображения, лу^й, выделения значимой информации, т.е. изобрах£^^ дучей с яркостью-1 Остальное изображение считает© фоном и получает яркость 0. При этом такие производится ну ерация световых сечений.

Этап 6. Расчет координат точек поверхности, принадлотЧщих светов сечениям по фор-улам /1/.

Этап 7. Расчет периметров п^ строкам .фоизвс^тоя по формуле _/ , -—--:----р

где Л- - число точек с яркостью 1 на данно" строке. Этап 8. Коррекция площади г»о строк-м

' У'

где Р'С - периметр по строке ;

Со - длина проекции образца по строке I ; » „

где ^ - длина элемента изображения по сроке С. .

В данное примере коррекция осуществляется по одной строка в середине изображения или в нескольких строках с усреднением для повышения точности.

. Этап 9. Расчет периметров по столбцам

где /71 - число точек с яркостью 1.

Этап 10. Коррекция плошади по столбцам

' г-« С1

' А * ч ; ■

где

, где /г,- - дл1.ла элемента и<юбраже-. ния по столбцу.

Этап 11. Результатом.является плошай S" •

Разработаны алгоритм' разног- уровня сложно-ти для обработки данные, измерения площади кожи, Ра: рабсган макет л проведен эксп римент по применению предложенного метод? измерения площади кожи. В эксперименте пр ведена коррекция'плошади кожи ш 6 % для компенсации эффекта неровности« поверхности коки.

Разработаны и экспериментально проверены методы бесконтактного измерениг. толщины. Разработан высокоточный метод точечного измерения толщины /точность лучше 0,01 мм/. Разработан также теле:аг. .очный метод измерения толщины по сечениям /точность порядка 0,1 мм/, который обладает более высокой производительностью и прс. ;е в технической реализации. ' ' » •

- . 'огде вывода по работе

1. Анализ литературы тХ патентных источников показал, что отсутствие адекваг'ых средств чзмерения геометрических параметров сложной фор'.и затрудняет авг дат: зад газ таких технологических операций как обработка следа затянутой обуви и сортировка кожи.

2. Выполнена классификация методов бесконтактного оптико-электр лного измерения формы и геометрических размеров. Показана перйпективнг ггь использования телевизионных Методов измере-

19

J

н;:й для решения поставленной в диссертационной работе задачи.

3. Определены основные требования к измерители формы объектов обувного производства,в соответс-вии с которыми предлагается использовать для измерения визуальную ин^рмациг , полученную при подсветке поьэрхности объекта системой плоских лучей, ..араллелышх или пересекающихся на одной прямой вне зоны измерения. Это позволяет создать устройства трехмерных из:, ере шй без движущихся частей о выооким быстродействием у надевдостью. •

4. Разработан метод полной автоматизации процесса калибровки измерительны* устройств разрабатываемого здесь типа. Прове-дря анализ точности подобных систем.

5. Разработаны основные принц пн и критерии проектирования измерительной системы в комплексе с алгоритмом обработки данных, В частности, показана целесообразность разработки специализированных к объекту измерения алгоритмов.

6. Разработаны методы и алгоритмы даш устройства измерения формы в составе автоматической системы обрабо-т следа затя .утой обум. Предложено измерять след затянутой обуви в двух поечи-ях по попере дым сечениям: отдельно пяточно-геленочной и носоч-но-пучковоР частей.• Разработан алгоритм обработки типичных для этих случаев изображений на основе выработанных выше рекомендаций. .

7. Проведено макетирование экспериментальная.проверка метода авто!..атичег чого измерения 'слета затяну .'ОЙ обуви, которая показала практическую пригодность предложенной схемы изменения , и программного обеспечения "обработш данных.

J. РазрабоАл метод бесконтактного измерения плогпди каки с неровной пверхностью, использующий комбинированную подсветку кожи плоскими лучами и гонтровым освещением Разработаны соответствующие алгоритмы и программы обраб тки данных изменения.

Проведен эксперимент по 'измерению площади нерасправяен-ного фрагмента коли новым способом, при этом площадь кожи скс -ректирована да б % за счет ее отклонения от плоскости.

. хО. РазраСоташ и экспериментально проверены б ¡контактные методы измеренич толщины кожи. Эти методы отли^ются возможностью коррекции результата с учетом неплоско! поверхнс ;ти кожи.

Ж

.г*

11. Разработан комплекс прогршл для 1ВМ РС, обеспечит з»-щий экопериментальное моделирование разработанных методов и алгоритмов, а также классических метогов обработки цифровых язобра-. жений.

Основное оодержаяие диссертации спубликовано и работах:

1. По"ов Н.Б., Комиссаров А.Г. О перспективах иопочьзова-ния датчиков визуалтчой г-'формации для автоматизации технологи' ческих прг :ессов кожевенного и обувного производств?, - С.-116.: СЯПУТД, 1996. - 9 0. -.Деп. в ВИНИТИ 14.06.96, № 1981-Г96.

' 2. Комиссаров А.Г., Попов Н.Б. Новай метод измерения площади козг. - С.-Пб.: СЛГУТД, 1996. - "д - Деп. в ВИНИТИ, 14.06.13* № 1982-В2".

Лицензия № 020712 от 02.02.93 г. Оригинал подготовлен автором

Подписано к печати t.l /.96 г. Формат 60x84 1/16. Печать офсетная Усл.печ.л. i,2. Заказ lüfrТираж 100 экз.

Отпечатано в типографии Ci Í ГУТ Д 191028, Санкт-Петербург, уя. Моховая, 26