آموزش پردازش تصویر و بینایی ماشین با نرم افزار Halcon

انقلاب اتوماسیون صنعتی با سیستم های بینایی ماشین

  • آیا از جدیدترین انقلاب در اتوماسیون صنعتی خبر دارید؟ انقلابی که نحوه ی تولید و کنترل کیفیت در صنایع مختلف را متحول کرده است؟
  • آیا می دانستید که استفاده از بینایی ماشین و پردازش تصویرصنعتی، مزیت رقابتی است و باعث افزایش سودآوری می شود؟
  • آیا می دانید که سیستم های ماشین ویژن می توانند در تمامی صنایع و کارخانه ها نصب شوند و با بهینه سازی فرآیند تولید، باعث بهبود کیفیت، ایمنی بیشتر و کاهش هزینه نیرو های انسانی شوند؟
  • آیا می‌خواهید تخصصی یاد بگیرید که با آن بتوانید در داخل و خارج از ایران کسب درآمد کنید؟

دوربین های صنعتی در سیستم های بینایی ماشین، مانند چشم هایی هستند که به صورت اتوماتیک، محصولات را روی خط تولید با دقت و سرعت بالا بازرسی می کنند. این سیستم ها می توانند محصولات را بشمارند، عیب آنها را تشخیص دهند و محصولات معیوب را از خط خارج نمایند. با مجهز شدن خط تولید به سیستم های بینایی ماشین کیفیت محصولات افزایش پیدا می کنند و دیگر نیازی به پرداخت هزینه نیروی انسانی برای کنترل چشمی محصولات نیست.

سیستم بینایی ماشین از دوربین، لنز، منبع نور، کامپیوتر و نرم افزار پردازش تصویر تشکیل شده است. ما می توانیم با یک سیستم ویژن از محصولات مختلف روی خط تولید عکس بگیریم، سپس این عکس را در کامپیوتر به کمک برنامه پردازش تصویر، آنالیز کنیم و کیفیت محصول را کنترل نماییم. برای درک بهتر از سیستم های بینایی ماشین ویدئوی زیر را ببینید.

پکیج آموزش کاربردی بینایی ماشین (Practical machine vision training)

دوره آموزش بینایی ماشین با نرم افزار Halcon یک دوره کاملا پروژه محور است که در آن طراحی و پیاده سازی سیستم های بینایی ماشین با استفاده از پروژه های عملی متعدد آموزش داده شده است. در این دوره علاوه بر آموزش کار با برنامه Halcon مباحث مختلفی نظیر کار با دوربین صنعتی ، تحلیل و طراحی سیستم های ویژن جهت انتخاب تجهیزات مختلف از قبیل دوربین، لنز، لایت و… آموزش داده شده است. با شرکت در این دوره فقط یک بار هزینه پرداخت می کنید و می توانید در این بازار داغ پروژه های زیادی انجام دهید.

در پکیج آموزشی ماشین ویژن (machine vision) چه یاد می گیرید:

  • شناخت محیط، قابلیت ها، ابزارها و امکانات مختلف نرم افزار هالکن
  • نحوه کدنویسی نویسی الگوریتم های مختلف پردازش تصویر در نرم افزار
  • نحوه اتصال نرم افزار به PLC
  • توانایی کار با دوربین های صنعتی جهت خودکار سازی کنترل کیفیت محصولات روی خط تولید
  •  آنالیز، تست و طراحی یک سیستم بینایی ماشین

سرفصل های دوره آموزش پردازش تصویر صنعتی (industrial image perocessing)

در این فصل با محیط نرم افزار هالکن آشنا می شوید و به کاربردهای هالکن و پروژه هایی که با این نرم افزار انجام داده ایم را بیان خواهیم کرد، سپس با انجام چند مثال ساده نحوه کار در محیط نرم افزار و استفاده از قابلیت ها و امکانات آن را یاد می گیریم و در نهایت نکات تکمیلی جهت کار با نرم افزار هالکن را ارائه خواهیم کرد. محتوای این فصل پیش نیاز تمام قسمت های آینده می باشد.

در این مقدمه با نرم افزار هالکن و کاربردهای آن آشنا می شویم، سپس تعدادی از پروژه هایی که با این نرم افزار انجام داده ایم را ذکر خواهیم کرد. همچنین در مورد محتوای این دوره آموزشی و منابع مورد استفاده توضیحاتی را ارائه می نماییم.

در این بخش با پیاده سازی مثال شمارش گیره ها برنامه نویسی و استفاده از محیط هالکن را یاد می گیریم، همچنین نحوه کار با دو ابزار پرکاربرد هیستوگرام و ویژگی ها را آموزش خواهیم داد و در نهایت ساخت تابع در نرم افزار هالکن را توضیح میدهیم.

در این مثال هدف ما شناسایی ویفرهای ناسالم است. با حل این مثال یاد میگیریم چگونه با استفاده از ابزارهای هالکن به دنبال ویژگی هایی بگردیم که محصول خراب را از سالم جدا می کند. همچنین با نحوه فراخوانی یک پوشه عکس و استفاده از دستورات شرطی در نرم افزار پردازش تصویر هالکن آشنا خواهیم شد.

در این بخش در ابتدا انواع متغیرها در نرم افزار هالکن و نحوه کاربرد آنها را یاد می گیریم. همچنین نکات تکمیلی کار با نرم افزار هالکن را توضیح می دهیم. در نهایت تمرینات پایانی فصل را ارائه می کنیم.

به  تکنیک های آنالیز و پردازش شکلهای هندسی، تکنیک های مورفولوژی گفته می شود. این تکنیک ها در پردازش ناحیه ها مورد استفاده قرار می گیرند. ایده اصلی این فصل این است که در ابتدا ناحیه مورد نظر را بر مبنای شدت روشنایی آن بدست آوریم، سپس ناحیه بدست آمده را پردازش کنیم تا  اجسام مختلف را از یکدیگر تفکیک کنیم یا عیب محصول را تشخیص دهیم. با استفاده از روشهایی که در این فصل می آموزیم می توانیم از راهکارهای ابتکاری و خلاقانه برای حل پروژه های بینایی ماشین استفاده کنیم.

در این قسمت مفهوم ناحیه ها و تبدیل آنها به یکدیگر را بیان می کنیم، سپس در مورد نحوه انتقال ناحیه ها صحبت خواهیم کرد و مفاهیم گفته شده را در نرم افزار Halcon پیاده سازی می کنیم. در ادامه این فصل از مباحثی که در این بخش یاد گرفته ایم استفاده خواهیم کرد.

جداسازی نخود از لوبیا یک مثال عالی برای درک مفاهیم این فصل و نحوه استفاده از تکنیک های مورفولوژی در نرم افزار Halcon است. ما در این مثال از 4 عملگر مهم مورفولوژی استفاده می کنیم.

در این قسمت با استفاده از تکنیک های مورفولوژی به دنبال یک راهکار ابتکاری می گردیم که بتوانیم قسمت مشخصی از تصویر را پیدا کنیم.

در این مثال میخواهیم خط کشی های اتوبان را روی تصاویر مشخص کنیم. با حل این مثال ساده یاد می گیریم چطور در نرم افزار Halcon یک ناحیه را انتخاب کنیم و کد های پردازش خود را فقط در محدوده ی انتخاب شده بنویسیم.

سیستم های دید ماشینی قدیمی همه با دروبین های سیاه و سفید کار می کردند. این سیستم ها قادر نبودند که رنگ ها را شناسایی کنند بنابراین برخی از عیوب توسط آنها قابل تشخیص نبود. به تدریج  دوربین های رنگی به دنیای بینایی ماشین وارد شده و در بسیاری از صنایع مورد استفاده قرار گرفتند. با شناسایی رنگ ها می توانیم محصولات مختلف رنگی را تشخیص دهیم و آنها را از یکدیگر تفکیک کنیم. با استفاده از پردازش تصاویر رنگی، تغییر رنگ در محصولات قابل تشخیص است. همچنین با بررسی رنگ ها میتوانیم عیوبی را تشخیص دهیم که در عکس های سیاه و سفید قابل تشخیص نیستند.

در این بخش نحوه تصویر برداری در یک دوربین دیجیتال را خواهیم آموخت سپس دوربین های رنگی و سیاه سفید را، از نظر نوع تصویر برداری، دقت، کاربرد و قیمت مقایسه می کنیم. در ادامه مفهوم فضای رنگ را در نرم افزار هالکن بررسی می کنیم.  یاد می گیریم که چگونه می توانیم با نرم افزار Halcon رنگ های مختلف را تولید کرده و نمایش دهیم.

در این بخش پروژه کنترل کیفیت پوشک را بررسی می کنیم. این پروژه برای یکی از شرکت های تولید کننده ی محصولات بهداشتی پیاده سازی شده است. با پیاده سازی این مثال نحوه استفاده از فضای رنگ برای رفع مشکلات نور پردازی را یاد خواهیم گرفت.

در این قسمت آموزش می دهیم که چگونه می توانیم قطعات مختلف را بر مبنای رنگ آنها شناسایی و تفکیک نماییم.

در این بخش یاد می گیریم چگونه در نرم افزار هالکن برنامه ای بنویسیم که قابلیت آموزش رنگ ها را داشته باشد. به عبارت دیگر می توانیم به برنامه رنگ های مختلف را آموزش دهیم. بعد از آموزش، برنامه می تواند رنگ های مختلف را از یکدیگر تفکیک کند.

فیوزهای خودرو بر مبنای رنگ طبقه بندی می شوند. مثلا فیوزهای ۱۰ آمپر قرمز و فیوز های ۱۵ آمپر آبی هستند. در این بخش برنامه ای خواهیم نوشت که تعداد و رنگ فیوزها را در عکس های مختلف تشخیص دهد.

ما در پروژه کنترل کیفیت جعبه فیوز خودرو، از نرم افزار هالکن برای شناسایی رنگ فیوزها استفاده کرده ایم. هدف ما در این پروژه تشخیص خالی بودن یا جابه جایی فیوزها است. در این فصل یاد می گیریم چگونه این برنامه را در نرم افزار هالکن پیاده سازی کنیم.

یکی از پرکاربردترین الگوریتم های بینایی ماشین، شناسایی اشیا می باشد. با این الگوریتم می توانیم تعداد محصولات را بشماریم، مدل های مختلف را از یکدیگر تفکیک کنیم و موقعیت اجسام را کنترل نماییم، همچنین این الگوریتم قدرتمند در حل بسیاری از مسائل مثل شناسایی حروف و اعداد، تشخیص خرابی چاپ و… به کمک ما می آید تا در ابتدای حل مسئله جسم مورد نظر را پیدا کنیم.
یکی از کاربردهای مهم الگوریتم شناسایی اشیا، استفاده از آن در ربات ویژن می باشد. در این کاربرد مختصات و چرخش محصول را با استفاده از الگوریتم شناسایی اشیا در هالکن به دست می آوریم سپس مختصات بدست آمده را به ربات اعلام کنیم تا ربات بتواند آن را بردارد.

ما در این بخش مفهوم شناسایی اشیا در نرم افزار هالکن و نحوه کار آن را بیان می کنیم، سپس مهمترین کاربردهای این روش را تشریح خواهیم کرد. در ادامه انواع روشهای شناسایی اشیا در نرم افزار هالکن را توضیح می دهیم.

نرم افزار Halcon یک ابزار مفید جهت شناسایی اشیا ارائه کرده است. از این ابزار می توانیم برای ساخت و پیدا کردن مدل در نرم افزار هالکن استفاده کنیم، در این بخش نحوه کار با این ابزار قدرتمند و تنظیم پارامترهای برنامه در آن را یاد می گیریم.

یکی از کاربردهای شناسایی اشیا در پردازش تصویر صنعتی، شمارش تعداد محصولات است. در این بخش شیوه برنامه نویسی با استفاده از شناسایی اشیا برای شمارش تعداد محصولات آموزش داده شده است.

در این بخش یاد می گیریم چطور اجسام مختلف را در یک تصویر شناسایی کنیم. بدین منظور از تصاویر دو قطعه مختلف صنعتی استفاده کرده ایم که می توانند به روشهای مختلفی در کنار هم یا روی هم قرار بگیرند. در حل این مسئله یاد میگیریم چگونه هر کدام از این قطعات را به برنامه بشناسانیم تا بتواند قطعات مختلف را از یکدیگر تشخیص دهد و آنها را تفکیک کند.

در این قسمت به شما یاد می دهیم چطور می توانیم از شناسایی اشیا برای کنترل کیفیت محصولات خود استفاده کنیم.

هنگامی که می خواهیم بررسی کنیم یک بارکد، یک برچسب یا یک قطعه الکترونیکی در سر جای خودش قرار گرفته است یا خیر، با مسئله کنترل موقعیت روبرو هستیم. کنترل موقعیت کاربردهای زیادی در بینایی ماشین صنعتی خصوصا در صنعت چاپ دارد. در این بخش آموزش می دهیم که چگونه می توانیم موقعیت یک جسم را کنترل کنیم. بدین منظور با حل یک مثال موقعیت چاپ روی یک محصول را بررسی می کنیم.

در برخی مواقع در تصاویر ارسالی دوربین، نیاز به پیداکردن جسمی داریم که شکل آن تغییر نمی کند اما  اندازه آن تغییر می کند؛ یعنی در راستای طول یا عرض بزرگ و کوچک می شود. به کمک شناسایی اشیا می توانیم این اجسام را پیدا کنیم. در این بخش به شما آموزش می دهیم که چگونه می توان در نرم افزار هالکن کدهایی برای پیدا کردن یک جسم با اندازه های مختلف نوشت.

وقتی می خواهیم ابعاد یک جسم را اندازه گیری کنیم یا کیفیت ظاهری آن را کنترل کنیم، قبل از هر چیز باید آن را در تصویر پیدا کنیم؛ یا اصطلاحا باید موقعیت آن را شناسایی کنیم. در این بخش یاد میگیریم چگونه این کار را انجام دهیم. بدین منظور مثالی را بررسی می کنیم که در آن هدف پیدا کردن موقعیت اعداد است. بعد از تشخیص مختصات عدد می توانیم با سایر الگوریتم های هالکن آن را بخوانیم.

از بررسی عیوب چاپ در صنایع بسته بندی، محصولات دارای برچسب و سیستم های چاپ استفاده می شود. با بررسی چاپ می توانیم ایرادات چاپ را تشخیص دهیم و چاپ های خراب را به طور خودکار خارج کنیم؛ بدین ترتیب علاوه بر رضایت بیشتر مشتری از تحمیل هزینه های اضافی جهت چاپ مجدد جلوگیری می کنیم. در این فصل نحوه برنامه نویسی سیستم های چاپ را یاد می گیریم.

ایده کلی بررسی عیوب چاپ این است که یک الگو از روی تصاویر با “چاپ صحیح” بسازیم و سپس با مقایسه این الگو با سایر چاپ ها، عیوب را بدست بیاوریم . برای ساخت الگو در نرم افزار هالکن دو روش وجود دارد. در روش اول ساخت الگو با استفاده از چندین تصویر چاپ صحیح انجام می شود در حالی که در روش دوم الگو با استفاده از تنها یک نمونه چاپ صحیح ایجاد می گردد.

ما در این بخش هر دو روش ذکر شده را در نرم افزار هالکن پیاده سازی می کنیم و کاربرد هر یک از آنها را تشریح خواهیم کرد.

فیلتر یک تکنیک برای بهبود و اصلاح تصویر می باشد. در دنیای بینایی ماشین فیلترها کاربردهای فراوانی دارند. با فیلترها می توانیم نویز تصویر را کاهش دهیم، کیفیت تصویر را بهبود دهیم و عیوب مورد نظر خود در تصویر را برجسته کنیم. اینها فقط چند مورد از کاربرد فیلترها در دنیای بینایی ماشین می باشد. این فصل را به دو بخش تقسیم کرده ایم در بخش اول در مورد انواع فیلترهای پردازش تصویر و کاربرد آنها صحبت خواهیم کرد و در بخش دوم مثالهای متنوعی از انواع فیلتر ها را در نرم افزار Halcon پیاده سازی می کنیم.

در این قسمت در ابتدا با تعاریف و کاربردهای فیلترها آشنا می شویم، سپس نحوه کار و کاربرد هر یک از فیلترهای پردازش تصویر را بیان می کنیم. کتابخانه نرم افزار هالکن دارای انواع متنوعی از فیلترها می باشد. ما در این بخش مفهوم و کاربرد فیلترهای رنگ، فیلترهای لبه یابی ، فیلترهای بهبود کیفیت تصویر ، فیلترهای انتقال تصویر ، فیلترهای شناسایی بافت و ده ها فیلتر را یاد خواهیم گرفت. با دیدن این بخش یاد می گیریم در هر یک از پروژه های خود باید سراغ کدام دسته از فیلترها برویم.

در این بخش مثالهای متنوعی از انواع مختلف فیلترها در نرم افزار Halcon پیاده سازی می کنیم. با حل این مثال ها یاد می گیریم چگونه می توانیم با فیلتر کردن، عیوب تصاویر را برجسته کنیم، نویز تصویر را از بین ببریم، بخش بندی تصویر را انجام دهیم، رنگ ها را شناسایی کنیم، روشنایی تصویر را اصلاح نماییم. همچنین با پیاده سازی ده ها مثال دیگر روش کد نویسی انواع فیلترها در نرم افزار هالکن را یاد خواهیم گرفت.

یکی از تکنیک های پرکاربرد در پردازش تصویر  آستانه گذاری اتوماتیک (auto threshold) نام دارد. در این فصل با حل چند مثال یاد می گیریم چگونه با استفاده از این راهکار پروژه های مختلف را در نرم افزار Halcon پیاده سازی نماییم.

با حل مثال پیدا کردن خط بریل (خط ناشنوایان) یاد می گیرم کجا و چگونه از تکنیک آستانه گذاری اتوماتیک (auto threshold) در نرم افزار هالکن استفاده کنیم.

یکی از مسائل مهم در کنترل کیفیت ورق های فلزی ، بررسی خط و خش است. در این مثال با ترکیب راهکارهایی که تا کنون یاد گرفته ایم خط و خش روی ورق فلزی را پیدا می کنیم و آن را نمایش دهیم.

در این مثال یاد میگیریم چگونه ذرات را با استفاده از آستانه گذاری اتوماتیک پیدا کنیم و مساحت هر یک را محاسبه نماییم. همچنین تنظیمات نمایشی را به گونه ای انجام خواهیم داد که چنانچه روی هر یک از حفره ها کلیک کنیم ناحیه مورد نظر و مساحت آن را بر روی تصویر نمایش دهد. در انتهای این بخش تمرین های این فصل آمده است.

در این بخش یاد میگیریم چگونه با استفاده از نرم افزار Halcon به یک دوربین وبکم معمولی متصل شویم و تنظیمات مربوط به عکس برداری را انجام دهیم. همچنین در مورد مشکلات کار با دوربین وبکم نظیر تغییر نور تصویر و… نکاتی را یاد خواهیم گرفت. همچنین روال انجام یک پروژه ساده را با دوربین وبکم یاد خواهیم گرفت.

در این بخش یاد میگیریم چگونه با استفاده ازنرم افزار Halcon به یک دوربین وبکم معمولی متصل شویم و تنظیمات مربوط به عکس برداری را انجام دهیم. همچنین یاد میگیریم چگونه می توانیم تصاویر دوربین وبکم را ذخیره کنیم. همچنین در مورد مشکلات کار با دوربین وبکم نظیر تغییر نور تصویر و… نکاتی را یاد خواهیم گرفت. در ادامه تصاویر مختلفی از یک تاس را ذخیره خواهیم کرد تا در قسمت بعد به کمک این تصاویر، عدد روی تاس را شمارش نماییم.

در این مثال می خواهیم برنامه مربوط به پیدا کردن تاس را بنویسیم؛ در ابتدا از تصاویری که در قسمت قبلی ذخیره کرده ایم برای نوشتن برنامه در نرم افزار هالکن استفاده  می کنیم و خواهیم دید که چگونه استفاده از دوربین وبکم با کیفیت پایین روی برنامه نویسی ما تاثیر خواهد گذاشت. سپس برنامه خود را بر مبنای توابع و به صورت استاندارد می نویسیم و در نهایت برنامه نوشته شده را با استفاده از اتصال به دوربین به صورت آنلاین تست خواهیم کرد.

یکی از پرکاربردترین الگوریتم های بینایی ماشین شناسایی اشیا می باشد. در نرم افزار Halcon این روش با نام مچینگ اسم گذاری شده است.  با این الگوریتم می توانیم تعداد محصولات را شمارش کنیم، مدل های مختلف را از یکدیگر تفکیک کنیم، موقعیت اجسام را کنترل کنیم، همچنین این الگوریتم قدرتمند در حل بسیاری از مسائل مثل شناسایی حروف و اعداد، تشخیص خرابی چاپ و… به کمک ما می آید تا در ابتدای حل مسئله جسم مورد نظر را پیدا کنیم.

در این بخش با دوربین های دارت باسلر آشنا می شویم و توضیحاتی در مورد ویژگی های این دوربین، نحوه فوکوس و طریقه نصب بیان می کنیم .

ما دراین قسمت ورودی ها و خروجی های دوربین ، ولتاژ تغذیه، نحوه سیم بندی آن و… را بررسی می کنیم، در ادامه در مورد نرم افزار دوربین های باسلر (نرم افزار پایلون) توضیحاتی ارائه خواهیم کرد و در درنهایت طریقه دانلود این نرم افزار را بیان می کنیم.

دوربین های صنعتی از یک نرم افزار واسط استفاده می کنند، به کمک این نرم افزارها می توان تنظیمات مختلف تصویر برداری را انجام داد. مثلا دوربین های Basler از نرم افزار pylon جهت انجام این تنظیمات استفاده می کنند. در این بخش از طریق نرم افزار پایلون به دوربین دارت باسلر متصل می شویم و تنظیمات مورد نظر را (از قبیل نحوه تصویر برداری، انجام فوکوس، تنظیم سایز تصویر، تنظیم ورودی ها و خروجی های دوربین و…) را برای خواندن بارکد روی یک جعبه قرص، انجام می دهیم.

در این بخش از طریق نرم افزار Halcon به یک دوربین صنعتی باسلر متصل خواهیم شد و سپس با انجام تنظیمات مورد نظر بارکد روی بسته قرص را خواهیم خواند. علاوه بر آن طریقه دسترسی به ورودی ها و خروجی های دوربین ، و نحوه روشن خاموش کردن خروجی های دوربین را یاد می گیریم.

هدف ما در این مثال شناسایی عدد روی چندین تاس با رنگ های مختلف است. با حل این مثال با مسائل و نکات مختلف انجام یک پروژه واقعی آشنا می شویم. برای حل این مثال از الگوریتم شناسایی اشیا استفاده شده است.

ما در این بخش با استفاده از عکس هایی که در قسمت قبل از نرم افزار پایلون گرفته ایم برنامه ای می نویسیم که بتواند عدد روی تمام تاس های تصویر (با رنگ های متفاوت) را تشخیص و نمایش دهد.

در این قسمت دوربین را به نرم افزار هالکن متصل می کنیم تا با کدهایی که نوشته ایم عدد روی تاس های رنگی را از دوربین دریافت و نتیجه پردازش را روی تصویر نمایش دهیم.

عموما از دوربین های صنعتی برای اجرای یک سیستم بینایی ماشین استفاده می شود. این دوربین ها می توانند با یک سیگنال فشار ضعیف عکس بگیرند و جهت بکارگیری در محیط صنعتی مناسب هستند. روال کار دوربین های صنعتی مشابه یکدیگر است. در این بخش می خواهیم به یک دوربین باسلر مدل دارت متصل شویم و تنظیمات مورد نیاز جهت خواندن بارکد را انجام داده و برنامه آن را در نرم افزار هالکن بنویسیم .

در این فصل با دوربین تحت شبکه ی باسلر آشنا خواهیم شد و در مورد نصب و راه اندازی این دوربین ها جزئیاتی را یاد خواهیم گرفت.  دوربین باسلر را روی یک استراکچر آزمایشگاهی ساخته شده جهت تست پروژه ی کنترل کیفیت قرص نصب می کنیم تا در قسمت های بعد از آن جهت تست پروژه استفاده نماییم. 

نرم افزار پایلون جهت تنظیم پارامترهای مختلف دوربین های باسلر به کار می رود. در این قسمت در ابتدا برای کار با دوربین پایلون نحوه ی تنظیم ip آدرس این دوربین را تشریح می کنیم سپس، تنظیمات مورد نیاز روی تصویر ( تنظیم شدت روشنایی تصویر، فوکوس، طول و عرض تصویر و… ) را انجام داده و روی دوربین ذخیره می کنیم.

در این بخش تنظیمات مربوط به اتصال دوربین به نرم افزار هالکن را انجام خواهیم داد و برنامه عکس برداری با دوربین را در نرم افزار هالکن جهت تست کیفیت قرص خواهیم نوشت.

در این قسمت دریافت سیگنال ریجکت از دوربین باسلر را آموزش می دهیم و بدین وسیله برنامه خود را به گونه ای می نویسیم که چنانچه بسته قرص معیوب باشد آژیری روشن گردد.

برای طراحی یک سیستم بینایی ماشین بایستی موارد مختلفی را آنالیز و تحلیل کنیم. بدین منظور در ابتدای کار بایستی اطلاعات مورد نیاز نظیر سرعت تولید، ایرادات احتمالی محصول، نحوه عکس برداری و… را از مشتری بگیریم سپس با آنالیز اطلاعات و انجام محاسبات تجهیزات جانبی مورد نیاز (نوع دوربین، لنز، لایت، کامپیوتر و… ) را انتخاب کنیم.
در این فصل نحوه طراحی و انتخاب تجهیزات سیستم های بینایی ماشین را آموزش می دهیم. بدین منظور از پروژه های عملی که در صنعت پیاده سازی کرده ایم استفاده خواهیم کرد.

در این بخش یک سیستم ویژن برای کنترل کیفیت پوشک ها را طراحی می کنیم. در این پروژه حداکثر 3 پوشک در ثانیه با ابعاد مختلف تولید می شود که نیاز به کنترل موارد مختلفی روی پوشک ها می باشد.  ابتدا اطلاعات گرفته شده از مشتری را آنالیز می کنیم و بر مبنای آنها محاسبات لازم را انجام داده و تجهیزات پروژه نظیر دوربین، لنز، لایت، کامپیوتر، منابع تغذیه، کابل های ارتباطی و…. را انتخاب خواهیم کرد.

در این قسمت می خواهیم  طراحی و انتخاب تجهیزات مورد نیاز (دوربین، لنز، لایت، PC و تجهیزات جانبی) را برای یک سیستم کنترل موقعیت چاپ انجام دهیم. چنانچه چاپ سالم باشد درب ماست توسط ربات برداشته می شود اما در غیر این صورت محصول Reject خواهد شد.

این پروژه مربوط به یکی از شرکت های دخانیات است که هدف آن خواندن دیتا کدهای بسته های سیگار است. این بسته های سیگار درون یک باکس با روکش پلاستیکی قرار گرفته اند. در هر ثانیه سه باکس سیگار (هر باکس 10 بارکد دارد) از روی نوار نقاله عبور می کند. در این بخش نحوه آنالیز، طراحی و انتخاب تجهیزات مورد نیاز برای اجرای این پروژه را آموزش می دهیم. همچنین یک سری مشکلات ایجاد شده مربوط به روکش پلاستیکی محصول را بررسی می کنیم.

در اینجا پروژه کنترل کیفیت جعبه فیوز ماشین را تحلیل و بررسی می کنیم و تجهیزات مورد نیاز برای این پروژه را انتخاب خواهیم کرد. این پروژه برای یکی از شرکت های تولید کننده لوازم الکترونیکی توسط تیم ویژن سیستم پیاده سازی شده است. برای کنترل کیفیت جعبه فیوز ماشین، اپراتور آن را به صورت دستی در جلوی دوربین قرار می دهد. چنانچه هر یک از فیوزها در جایگاه خود قرار نگرفته باشند و یا رنگ فیوزها جابه جا شده باشد خطا توسط نرم افزار اعلام می شود و اپراتور متوجه این اشتباه می گردد.

این بخش مربوط به تحلیل پروژه ی “تشخیص پلمپ بودن درب بطری” است. در این پروژه خواسته ی مشتری تشخیص درب آب معدنی هایی است که به درستی پلمپ نشده اند.با تحلیل و تست های انجام شده روی این پروژه خواهیم دید که وجود یک سری مشکلات ( نظیر  شکل های ظاهری و طیف رنگی متفاوت درب بطری  و… ) می توانند در تحلیل و انتخاب تجهیزات مختلف پروژه تاثیر بگذارند.

در این قسمت یکی از پروژه هایی که برای یک شرکت تولید کننده تجهیزات پزشکی انجام داده ایم را بررسی خواهیم کرد. در این مسئله می خواهیم باز یا بسته بودن سوزن های پزشکی را بررسی کنیم. هر بسته حاوی چندین هزار سوزن پزشکی است. با توجه به قطر کم سوزن (حدود 3. میلی متر) نمی توانیم داخل آن را با چشم ببینیم؛ از این رو میخواهیم سیستمی طراحی کنیم که بتواند سوزن های معیوب را شناسایی کند و جایگاه آن را در تصویر مشخص کند. بدین ترتیب اپراتور می تواند آن سوزن را به صورت دستی با ابزار مناسب خارج نماید. حل این مسئله با استفاده از لنز های معمولی امکان پذیر نمی باشد بنابراین نیاز داریم از سایر لنزهای بینایی ماشین استفاده کنیم.

در این مسئله می خواهیم کیفیت درب بطری را بررسی کنیم. یکی از آیتم های مهم در کنترل کیفیت درب بطری کنترل رزوه ها است. اما با لنزهای معمولی نمی توانیم رزوه ها را در تصویر به خوبی ببینیم. به همین دلیل برای حل این مسئله به سراغ لنزهای خاص در بینایی ماشین خواهیم رفت.

در این قسمت نکات تکمیلی برای طراحی سیستم های ویژن را تشریح می کنیم.

برای اجرای پروژه ها در دنیای واقعی نیاز داریم که کدهای خود را در نرم افزار هالکن به گونه ای بنویسیم که برنامه ما، قابل آموزش باشد همچنین  بتوانیم به راحتی با استفاده از زبان های برنامه نویسی مثل C، CPP و NET. یک محیط کاربری مناسب برای برنامه خود ایجاد کنیم.
برای دستیابی به اهداف گفته شده در نرم افزار هالکن دو قابلیت مهم وجود دارد، یکی استفاده از دیکشنری و دیگری استفاده از آبجکت ها. در این فصل با اجرای مرحله به مرحله یکی از پروژه هایی که انجام دادیم (شناسایی موقعیت چاپ) به شما یاد میدهیم چگونه از این قابلیت ها برای نوشتن یک برنامه استاندارد و قابل آموزش دیدن در نرم افزار هالکن استفاده کنید. علاوه بر آن توضیحاتی راجع به نحوه فراخونی توابع برنامه هالکن در زبان های برنامه نویسی دیگر ارائه خواهد شد.

ما در اینجا نحوه ی برنامه نویسی در نرم افزار هالکن برای کنترل موقعیت چاپ را بررسی می کنیم. با استفاده از قابلیت های هالکن ( دیکشنری و آبجکت ها ) برنامه را بگونه ای می نویسیم که آموزش پذیر باشد. هدف برنامه کنترل موقعیت چاپ روی درب ماست است. اگر چاپ به درستی در وسط درب ماست قرار نگرفته باشد، برنامه ی هالکن آن را تشخیص می دهد.

در این قسمت ارتباط PLC با نرم افزار هالکن از طریق پروتکل مدباس RS485  آموزش داده خواهد شد. با برقرار کردن این ارتباط می توانیم به PLC فرمان بدهیم. دو کاربرد عمده ی برقراری اتصال PLC با نرم افزار HALCON  عبارت اند از :

  • کنترل کیفیت محصولات مختلف
    در کنترل کیفیت محصولات، معیوب بودن آنها را از طریق پردازش تصویر با نرم افزار هالکن تشخیص می دهیم و به PLC اعلام مي کنیم تا با فعال کردن جک، محصول را از خط تولید خارج کند.
  • کنترل موقعیت
    به عنوان مثال قطعه ای را در نظر بگیرد که قرار است چند نقطه از آن با دریل سوراخ شود؛ می توان با پردازش تصویر موقعیت مکانی قطعه را به دست آورد و با استفاده از پروتکل های شبکه مختصات مکانی را به PLC انتقال داد تا PLC دریل را برای سوراخ کاری دقیق قطعه هدایت کند.

در این قسمت با پیاده سازی یک مثال ساده می گیریم که چگونه ارتباط بین PLC و نرم افزار هالکن را، از طریق کابل RS485 برقرار کنیم.

در این قسمت یک سیستم کنترل کیفیت لیبل به صورت آزمایشگاهی پیاده سازی شده است. هدف این سیستم بررسی بود یا نبود لیبل بر روی محصولاتی است که از روی نوار نقاله عبور می کنند. اگر لیبل بر روی محصول وجود نداشته باشد نرم افزار Halcon یک سیگنال جهت ریجکت به PLC ارسال خواهد کرد.  

در اینجا سیستم کنترل کیفیت مایعات درون بطری را در نرم افزار HALCON پیاده سازی خواهیم کرد.  بطری های آب معدنی توسط یک نوار نقاله از روبروی دوربین عبور میکنند. در صورتی که سطح مایع کمتر از حد مجاز باشد، HALCON از طریق PLC  چراغ هشدار قرمز رنگ را روشن می نماید و در غیر این صورت چراغ هشدار سبز روشن می شود. 

در این بخش طریقه ارتباط هالکن به PLC از طریق اترنت (کابل شبکه) مورد بررسی قرار گرفته و نمونه مثال هایی برای این ارتباط بیان میگردد.
از این راهکار می توان در انواع پروژه های صنعتی نظیر  بازرسی سطح مایعات بطری، بررسی کیفیت قرص و کپسول و کنترل کیفیت محصولات معیوب جهت ریجکت محصولات معیوب استفاده کرد.

در این قسمت ابتدا مقدمه ای از ارتباط هالکن با PLC بیان می شود، سپس کاربردهای آن را بیان خواهیم کرد. در ادامه پروتکل ارتباطی مورد نیاز جهت برقراری این ارتباط بیان شده و قابلیت های آن به اختصار مورد بررسی قرار می گیرد.

 با پیاده سازی یک مثال ساده در ابتدا یاد خواهیم گرفت چگونه ارتباط بین نرم افزار HALCON را با PLC برقرار کنیم. سپس طریقه ی ارسال دیتا از نرم افزار HALCON به PLC آموزش داده شده است. 

در اینجا سیستم کنترل مقدار مایعات درون بطری را در نرم افزار HALCON پیاده سازی خواهیم کرد.  بطری های آب معدنی توسط یک نوار نقاله از روبروی دوربین عبور می کنند. در صورتی که سطح مایع کمتر از حد مجاز باشد، HALCON از طریق PLC  چراغ هشدار قرمز رنگ را روشن می نماید و در غیر این صورت چراغ هشدار سبز روشن می شود. 

نمونه ویدئو دوره آموزش پردازش تصویر با دوربین صنعتی

خرید دوره آموزش جامع بینایی ماشین با دوربین های صنعتی

شما بسته به نیاز می توانید یکی از بسته های زیر را جهت شرکت در دروه ی بینایی ماشین با نرم افزار Halcon خریداری نمایید:

بسته ی بینایی ماشین عمومی: این بسته شامل فصل های اول تا هشتم آموزش می باشد. در این هشت فصل نحوه ی کدنویسی انواع پروژه های مختلف در نرم افزار Halcon تشریح شده است.

پکیج بینایی ماشین صنعتی: این بسته شامل فصل های نهم تا چهاردهم می باشد که در آن مباحث مربوط به طراحی سیستم های بینایی ماشین، اتصال به دوربین های صنعتی و اتصال به PLC تشریح شده اند.
بسته جامع بینایی ماشین با نرم افزار Halcon: این بسته شامل کلیه ی سرفصل های آموزش می باشد.
بسته ی انتخابی
: در این بسته می توانید بسته به نیاز، سرفصل های مورد نظر خود را انتخاب کنید و تنها هزینه ی مربوط به سرفصل های انتخابی را پرداخت نمایید.

جزئیات مربوط به سرفصل های هر پکیج را در قسمت سرفصل ها، در همین صفحه مشاهده نمایید.

برای اطلاع از هزینه، مدت زمان و پشتیبانی بسته های آموزشی روی لینک زیر کلیک نمایید:

مدرسین دوره آموزش غیر حضوری پردازش تصویر صنعتی

قدیر حسینی

  • کارشناسی ارشد برق از دانشگاه امیر کبیر
  • مبتکر و موسس دوره های آموزشی بینایی ماشین و پردازش تصویر در ایران
  • انجام دهنده پروژه های مختلف پردازش تصویر و بینایی ماشین در زمینه ی کنترل کیفی محصولات در ایران
حسین توکلی بینا از اعضای تیم ویژن سیستم

حسین توکلی

  • ساخت ربات هوشمند با پردازش تصویر و قابلیت تشخیص اشکال هندسی به رنگ های مختلف
  • ساخت برنامه کنترل ترافیک جهت ردیابی خودروها و تشخیص آنها بوسیله پردازش تصویر
  • انجام دهنده پروژه های متنوع در زمینه ی ربات-ویژن

سوالات متداول

در حال حاضر این دوره فقط به صورت غیر حضوری برگزار می شود. با ثبت نام در این دوره، تمامی محتوای دوره در اختیار شرکت کنندگان قرار خواهد گرفت.

خیر؛  آموزش ها قابل دانلود و ذخیره سازی هستند و پس از ثبت نام کلیه ی محتوای دوره در اختیار شرکت کنندگان قرار خواهد گرفت.

در حال حاضر مدت زمان آموزش های دوره 21 ساعت می باشد. البته این مدت زمان بدون در نظر گیری قسمت های ارتباط PLC و آردوینو می باشد. این دو قسمت به زودی به آموزش ها اضافه خواهند شد و در اختیار شرکت کنندگان دوره قرار خواهند گرفت.

لطفا برای اطلاع از هزینه ها درخواست مشاوره ی دوره را در پایین صفحه تکمیل نمایید.

برای ثبت نام در دوره کافی است از فرم مشاوره در پایین همین صفحه استفاده کنید. با ارسال در خواست مشاوره، کارشناسان ما در اولین فرصت با شما تماس خواهند گرفت.

با شرکت در دوره بینایی ماشین با نرم افزار Halcon شما می توانید از دو ما پشتیبانی رایگان تیم ویژن سیستم استفاده نمایید. پشتیبانی از طریق تماس تلفنی ، ارسال پیام در شبکه های اجتماعی یا نرم افزار های ارتباط از راه دور مانند AnyDesk انجام می شود.

سرمایه گذاری با ریسک پایین

شما برای استفاده از Halcon هیچ پولی پرداخت نمی کنید. همچنین نرم افزار Halcon قابلیت اتصال به انواع دوربین های صنعتی و غیر صنعتی را دارد و بسته به نیاز می توانید از یک سیستم عامل با کانفیگ متناسب استفاده کنید و در نهایت با آموزش هایی که در دوره داده شده است می توانید یک سیستم ویژن با حداقل هزینه را طراحی کنید. با انجام تنها یک پروژه می توانید چندین برابر مبلغ دوره را کسب نمایید.

یادگیری تجربیات عملی

پیاده سازی سیستم های بینایی ماشین با ظرایف و نکات بسیاری همراه است. متاسفانه ما به موارد زیادی برخورد کردیم که پروژه ها به دلیل دانش ناکافی و تحلیل نادرست بعد از تلاش بسیار با شکست مواجه شده و متحمل خسارت شده اند. در این دوره، نحوه تحلیل و طراحی سیستم های بینایی ماشین را با ذکر تجربیات عملی آموزش داده شده است. با به کارگیری این تجربیات می توانید از بروز این مشکلات در پروژه های خود جلوگیری نمایید.

صرفه جویی در زمان

برای یادگیری هالکن باید هزاران مثال و داکیومنت را بررسی کنید و اگر به اشکالی برخوردید هیچ منبع یا مرجعی برای پاسخگویی ندارید. برای طراحی ، انتخاب تجهیزات و طراحی سیستم های بینایی ماشین باید بین مراجع مختلف زبان اصلی جستجو کنید تا پاسخ برخی از سوالات خود را بگیرید و مهمتر از همه برای کسب تجربیات عملی باید چندین پروژه بینایی ماشین انجام دهید. شما با یک بار پرداخت هزینه برای آموزش می توانید با نحوه طراحی ، پیاده سازی و برنامه نویسی یک سیستم بینایی ماشین را با ذکر چندین پروژه عملی یاد بگیرید و در زمان خود صرفه جویی نمایید.

در این دوره برنامه نویسی ، تحلیل،  طراحی و پیاده سازی یک سیستم بینایی ماشین با ذکر مثال ها و پروژه های متعدد به طور کامل تشریح شده است. پس با یادگیری و تسلط بر مباحث دوره خواهید توانست انواع مختلف پروژه های بینایی ماشین نظیر شناسایی عیوب محصولات مختلف، شناسایی چاپ ، شناسایی اشیا و…. را انجام دهید.

هالکن پاسخ گوی تمام نیازهای یک پروژه صنعتی است.

Halcon یک نرم افزار جامع است و شامل تمام الگوریتم های جدید بینایی ماشین مانند یادگیری عمیق ، پردازش سه بعدی و… می باشد. در کتابخانه نرم افزار Halcon بیش از هزار مثال برای حل پروژه های مختلف در زمینه پردازش تصاویر و حل مسائل مختلف بینایی ماشین مانند خواندن بارکد، کنترل کیفیت محصولات مختلف، شناسایی اشیا، شناسایی چاپ و… وجود دارد که می توان از آنها برای حل پروژه های مختلف ایده گرفت. همچنین با توجه به اینکه این نرم افزار مبتنی بر کدنویسی است می توان با ترکیب روش های مختلف از راهکارهای ابتکاری برای حل پروژه استفاده کرد.

قابلیت دریافت تصویر با سرعت بالا از دوربین

Halcon بر خلاف بسیاری از نرم افزار های پردازش تصویر مانندLabVIEW قابلیت دریافت آنلاین تصویر از دوربین را دارد. یعنی می توانیم با یک خط کد مستقیما عکس را از دوربین دریافت کنیم. به همین جهت می توان از این نرم افزار برای کنترل کیفیت محصولات روی خط ، که با سرعت زیادی در حال عبور هستند استفاده کرد.

سادگی کار با نرم افزار

انجام پروژه با نرم افزار هالکن ساده است. کدنویسی در این نرم افزار به گونه ای طراحی شده است که نیازی به کار با پیکسل های تصویر نیست؛ به همین جهت می توان با تعداد کدهای کمتری برنامه مورد نظر خود را نوشت. محیط نرم افزار Halcon برای تست و اجرای یک پروژه فوق العاده است. به عبارت دیگر این نرم افزار یک آزمایشگاه قدرتمند است که در آن ابزار مختلفی برای تست و اجرای یک برنامه پردازش تصویر وجود دارد. علاوه بر آن در این نرم افزار همزمان، به پنجره نمایش و متغیرهای برنامه نویسی دسترسی داریم و به کمک این ابزار می توانیم به سادگی برنامه خود را تست کنیم و ایرادات آن را برطرف نماییم.

کاربردی بودن

این نرم افزار تاکنون برای پیاده سازی هزاران پروژه بینایی ماشین در دنیا مورد استفاده قرار گرفته است. بسیاری از شرکت های حرفه ای در دنیا پروژه های خود را با این نرم افزار انجام می دهند. در حالی که استفاده از Open CV رایگان است اما برای استفاده از هالکن باید آن را خریداری کرد (البته در ایران ما از نسخه کرک نرم افزار استفاده می کنیم). در ایران نیز شرکت هایی که به صورت حرفه ای در زمینه ی بینایی ماشین فعالیت می کنند از این نرم افزار برای انجام پروژه های خود استفاده می کنند. علاوه بر آن در طراحی نرم افزار دوربین های هوشمند مانند Cognex، از نرم افزار هالکن استفاده شده است.

برای شرکت در دوره نیازی به هیچ پیش‌زمینه و دانشی نیست ودر هر یک از بخش ها، و پیش نیازها و مفاهیم لازم تشریح شده اند.

نرم افزار هالکن دارای یک زبان اختصاصی برای خود می باشد. کتابخانه این نرم افزار می تواند در زبان های سی (C) ، سی پلاس پلاس (++C) ،سی شارپ (#C) و ویژوال بیسیک (Visual Basic) مورد استفاده قرار بگیرد.

بله . نرم افزار Halcon  در مقالات عملی معتبر ( مانند IEEE) مورد استفاده قرار می گیرید. کافی است در google scholar ، کلمه ی Halcon را جستجو کنید.

درخواست مشاوره جهت ثبت نام در دوره آموزش بینایی ماشین

22 دیدگاه برای “آموزش پردازش تصویر و بینایی ماشین با نرم افزار Halcon

    • قدیر حسینی گفته:

      با سلام. طراحی و راه اندازی سیستم بینایی ماشین در دوره به طور کامل آموزش داده می شود.

  1. محمد مهدی مهدوی گفته:

    دوره ی خیلی خوبی بود و مباحث کامل بودن. فقط به نظرم بهتره ارتباط نرم افزار PLC هم داخل دوره بیارین.

    • قدیر حسینی گفته:

      با سلام
      لطفا در خواست مشاوره جهت ثبت نام دوره را تکمیل کنید تا اطلاعات برای شما ارسال بشه.
      سپاس

    • قدیر حسینی گفته:

      درود
      دوره به صورت غیر حضوری هست.
      لطفا برای کسب اطلاعات بیشتر از طریق همین صفحه در خواست مشاوره ی دوره رو بزنید.

    • قدیر حسینی گفته:

      سلام وقتتون بخیر. بله 2 ماه پشتیبانی رایگان داره. بسته به نیاز شما پشتیبانی می تونه به صورت ارتباط آنلاین ( با نرم افزار هایی مثل اسکایپ،انی دسک و… ) باشه یا سوالاتتون رو برای ما مطرح کنید و پاسخ اونها را به صورت صوتی یا ویدیویی بگیرید.

    • مژده عزیزی پناه گفته:

      سلام
      لطفا فرم درخواست مشاوره در همین صفحه رو ارسال کنید تا به سوالات شما پاسخ داده بشه.

    • قدیر حسینی گفته:

      سلام دوست عزیز
      خود هالکن این قابلیت رو نداره. می تونیم از کتابخونه ی هالکن در نرم افزار ویژوال استودیو استفاده کنیم و طراحی UI رو در ویژوال استدیو انجام بدیم.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *