طراحي سيستم هوشمند سورتينگ تخم مرغ
مقدمه :
درآمد حاصل از فروش سيستم هاي ماشين بينايي و متعلقات وابسته در سال 1986 بيش از 400 ميليون دلار بوده و اين رقم تا سال 1991 بالغ بر 2 ميليارد دلار شده است. کاربرد ماشين بينايي در مواردي مثل مونتاژ محصولات ، بازرسي و انتقال مواد ، باعث بهبود کارايي اين فرايندها خواهد گرديد.
عدم اطلاع کافي مهندسين از تکنولوژي ماشين بينايي و عدم آشنايي با توجيه اقتصادي بکارگيري آن موجب شده است که در استفاده از اين تکنولوژي ترديد و بعضي مواقع واکنش منفي وجود داشته باشد. عليرغم اين موضوع ، ماشين بينايي روز به روز کاربرد بيشتري پيدا کرده و روند رشد آن چشمگير بوده است.
تعداد سيستم هاي ماشين بينايي نصب شده و در حال استفاده نسبت به تعداد مواردي که مي توانند از اين تکنولوژي بهره گيرند ، بسيار کمتر است. سازندگان و فروشندگان سيستم هاي ماشين بينايي بر اين عقيده هستند که بجز موارد معدود ، اطلاعات کاربران اين سيستم ها بسيار محدود مي باشد. در حالي که مفاهيم کلي براي کاربران شناخته شده است ، اطلاع کاربردي کافي در اختيار کاربران نيست تا بتوانند نيازهاي خودشان را با تواناييهاي ماشين مرتبط و بررسي نمايند.
نظر به اينکه کاربرد ماشين بينايي روز به روز گسترده تر مي شود و هم اکنون در برخي از صنايع مونتاژ الکترونيک ، صنايع اتوموبيل سازي و صنايع نساجي اين تکنولوژي متداول شده است. لازم مي نمايد تا صنعت کشاورزي و صنايع غذايي کشور نيز در خصوص بکارگيري اين تکنولوژي آشنايي لازم را پيدا کند. استفاده از ماشين بينايي بعنوان يک ابزار کارآمد و انعطاف پذير در سيستم هاي اتوماسيون کارخانه هاي صنايع غذايي اجتناب ناپذير خواهد بود.
اين پژوهش سعي خواهد کرد ضمن معرفي سيستم هاي ماشين بينايي و پردازش ديجيتالي تصوير و کاربردهاي آن در صنايع مربوط به کشاورزي ، به طور اخص به کاربرد آن در سورتينگ تخم مرغ و طراحي سيستم هاي مربوط به آن (نرم افزار و ...) بپردازد.
آشنايي با ماشين بينايي و پيشينه استفاده از آن
تکنولوژي ماشين بينايي و تصوير برداري ديجيتالي شامل فرايندهايي است که نيازمند بکارگيري علوم مختلف مهندسي و نرم افزار کامپيوتر مي باشد. اين فرايند را مي توان به چند دسته اصلي تقسيم نمود:
1- ايجاد تصوير به شکل ديجيتالي
2- بکارگيري تکنيکهاي کامپيوتري جهت پردازش و يا اصلاح داده هاي تصويري
3- بررسي و استفاده از نتايج پردازش شده براي اهدافي چون هدايت ربات و کنترل نمودن تجهيزات خودکار ، کنترل کيفيت يک فرايند توليدي يا فراهم نمودن اطلاعات جهت تجزيه و تحليل آماري در يک سيستم توليدي کامپيوتري
در طي سه دهه گذشته تکنولوژي بينايي کامپيوتري بطور پراکنده در صنايع فضايي و بطور محدود در صنعت بکاربرده شده است. جديد بودن تکنولوژي ، نبودن سيستم مقرون به صرفه در بازار و نبودن متخصصين اين رشته باعث شده است تا اين تکنولوژي بطور گسترده استفاده نشود. تا مدتي قبل دوربين ها و سنسورهاي استفاده شده معمولا بطور سفارشي و مخصوص ساخته مي شدند تا بتوانند براي منظور خاصي مورد استفاده قرار گيرند. همچنين فرآيند ساخت مدارهاي مجتمع بسيار بزرگ (VLSI) آنقدر پيشرفت نکرده بود تا سنسورهاي حالت جامد بارزولشن بالا ساخته شود.
استفاده از سنسورهاي ذکر شده مستلزم اين بود که نرم افزار ويژه اي براي آن تهيه شود و معمولا اين نرم افزارها نيز نياز به کامپيوترهاي با توان پردازش بالا داشتند ، علاوه بر همه اين مطالب مهندسين مجبور بودند که آموزشهاي لازم را پس از فراغت از تحصيل فراگيرند ، زيرا درس ماشين بينايي در سطح آموزشهاي متداول مهندسي (ليسانس) در دانشگاهها و به شکل کلاسيک ارائه نمي شد.
تکنولوژي ماشين بينايي در دهه آينده تاثير مهمي بر تمامي کارهاي صنعتي خواهد گذاشت که دليل آن پيشرفتهاي تکنولوژي اخير در زمينه هاي مرتبط با ماشين بينايي است و اين پيشرفت ها در حدي است که استفاده از اين تکنولوژي هم اکنون حياتي مي باشد.
امروزه تمامي شرايط براي فراگير شدن تکنولوژي ماشين بينايي فراهم شده است. سنسورهاي حالت جامد و کامپيوترهاي شخصي امروزي به عنوان ابزارهاي کارآمد ، مطمئن و ارزان براي پردازش تصوير و تصميم گيري درباره آن موجود مي باشد. دانشگاهها (در آمريکا ) به تعداد کافي مهندسيني را تربيت مي کنند که دانش و مهارت کافي در زمينه ماشين بينايي را دارند و بالاخره به دليل حفظ استانداردها در سطح ملي نياز به افزايش بهره وري و بهبود کيفيت وجود دارد. علاوه بر اين، به دليل مسائلي از قبيل نياز به بررسي و دعاوي صنعتي و نياز به داشتن اطلاعات کامل از محصول در مراحل مختلف بطوري که دسترسي به آن مقدور باشد صنايع توليدي را وادار مي کند تا فرآيند جمع آوري و ذخيره اطلاعات مربوط به محصول در مراحل مختلف توليد را خودکار نمايد.
در گذشته بسياري از فرآيندهاي توليد براساس بکارگيري نيروي انساني و بينايي طراحي شده بودند. در اين سيستم ها بينايي انسان به عنوان جزء لاينفک تواناييهاي فرآيند بوده است. ورود رباتها به کارخانجات و حذف نيروي انساني ضرورت اضافه نمودن بينايي مصنوعي به سيستم را ايجاب مي نمايد. جهت بررسي موضوع نياز به بکارگيري ماشين بينايي بجاي بينايي انسان لازم است تا مطالعه دقيق تري صورت گيرد و توانايي اين دو با هم مقايسه گردند.