Kolmiulotteinen visualisointi mikromaailman konenäköjärjestelmässä

Abstract

Työssä oli tarkoituksena saada toteutettua kolmiulotteiseen visualisointiin soveltuva ohjelmisto mikrokokoluokkaa olevien kappaleiden konenäköjärjestelmään. Työssä jouduttiin myös jatkokehittämään menetelmää kolmiulotteisen kuvan hankkimiseksi yhdellä kameralla mikrokokoisesta kohteesta.

Kohteen kolmiulotteisella kuvalla voitaisiin suorittaa automaattista järjestelmäohjausta. Työssä tutkittiin ja selvitettiin laitteistolla saavutettavia tarkkuuksia ja nopeuksia, sen soveltamiseksi esimerkiksi mikromanipulaattorin ohjaamiseen. Lisäksi tutkittiin erilaisia kohteita joissa voitaisiin hyödyntää kolmiulotteista visualisointia. Tällaisia kohteita on kappaleiden laadunvalvonnassa tai niiden tutkimisessa ja esittämisessä.

Syvyystiedon keräävällä menetelmällä oli saavutettava riittävä nopeus, jotta sillä voitaisiin tarvittaessa ohjata reaaliaikaisesti toimilaitteita. Menetelmänä käytettiin "Depth from Focusing" -menetelmää, johon VTT:llä oli jo aiemmin kehitetty automaattinen fokusointiohjelmisto. Työn puitteissa suoritettiin laitteisto- ja menetelmäkehitystä järjestelmän nopeuttamiseksi. Visualisoinnin toteuttamisen eri mahdollisuuksia kartoitettiin ja sellainen toteutettiin rakennettuun konenäköjärjestelmään.

The purpose of this work was to develope software for a machine vision system that could visualize a microscale mechanical component in three dimensions. There was also a necessity to further develope the method to gather the depth information in microworld with a single camera.

With the three dimensional information it might be possible to carry out an automatic system control. In this work the speed and accuracy of machine vision system were studied to determine its properties in micromanipulator control. Also other applications for the developed three dimensional visualization were tried to find. A possible area appeared to be the quality control.

The method which gathered the depth information has to be fast enough, even for real-time applications. The used method was "depth-from-focus". This method was previously used in VTT with another application, automated focusing. In this work both the hardware and software were furher developed to accelerate the process. Methods for visualizing were searched and a visualization software usable with the machine vision system was constructed.