Система технічного зору для досліджень в області дефектоскопії матеріалів та виробів

Для дефектоскопії матеріалів та виробів у багатьох випадках можна використовувати візуально-оптичні методи та засоби. З розвитком мікропроцесорних компонентів і, відповідно, значним розширенням сфер використання комп’ютерної техніки та методів і засобів оброблення та аналізу зображень стрімко розвивається використання візуально-оптичних методів та засобів дефектоскопії для серійного виробництва та в наукових дослідженнях.

У роботі запропоновано варіант побудови системи технічного зору для експериментальних досліджень дефектів матеріалів та виробів з можливістю використання сучасних методів оброблення та ідентифікації об’єктів за їх візуальними зображеннями. Система складається з установки для розміщення досліджуваного об’єкту з можливістю його  обертання  в горизонтальній площині, отримання з цифрової відеокамери відеозображень необхідної для контролю зони об’єкту, попереднього опрацювання відеокадрів локальним  обчислювачем  з метою покращення якості та передачі зображень на головний обчислювач для виявлення та ідентифікації можливих дефектів і прийняття рішення про відбраковку.

Для розміщення та обертання виробу чи матеріалу використовується кроковий двигун типу 17HS4401 з закріпленою на осі платформою. Керування кроковим двигуном здійснюється через Microstep Driver TB6600 з допомогою локального обчислювача на базі мікроконтролера з ядром ARM Cortex-M7. Введення відеопотоку відбувається з допомогою USB відеокамери- мікроскопа, яка забезпечує достатньо високу роздільну здатність для виявлення дефектів розміром від 50 мікрон і більше на поверхні досліджуваного об’єкту. Швидкістю  обертання об’єкту можна керувати через локальний обчислювач. Введення зображень в локальний обчислювач може відбуватися як у вигляді неперервного відеопотоку так  і  покадрово. Локальний обчислювач обладнаний системою індикації на базі LCD індикатора типу ВС1602А та функціонально програмованих одиночних світлодіодних індикаторів, локальною клавіатурою для вибору режимів керування кроковим двигуном, портом USB для підключення USB відеокамери-мікроскопа та портом SWD для програмування Flash пам’яті мікроконтролера і відлагодження програм в реальному часі. Передача в головний обчислювач відеокадрів після покращення якості або оригінального зображення без перетворення здійснюється  через інтерфейс SPI.

Розроблено програмне забезпечення локального обчислювача для керування кроковим двигуном, отримання зображень ймовірної дефектної зони у вигляді відеопотоку чи окремих кадрів, покращення якості зображень та передачі їх на головний обчислювач для подальшого оброблення та аналізу. Отримані результати можуть бути використані в наукових дослідженнях та при проектуванні реальних автоматизованих систем неруйнівного контролю матеріалів та виробів.