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Algorithmus erkennt die Position der Kugel

Algorithmus des Vision-Assistant (Archiv: Vogel Business Media)

Einer Basler A601I-Kamera nimmt mit 60 fps Bilder auf, die das NI Embedded-Vision-System auswertet. Mit Hilfe einer beliebigen Kugel entstand ein Algorithmus, der die Position der Kugel erkennt und deren Koordinaten an das CompactRIO schickt. Dazu werden alle Pixel, die dunkler als ein bestimmter Wert sind, in einem gleich großen Binärbild gesetzt. Um diesen Schritt zu unterstützen, wird die Glasplatte von hinten mit einer Leuchtfolie beleuchtet. Anschließend werden alle Objekte des Binärbildes, die größer oder kleiner als die gesuchte Kugel sind, entfernt und damit Reflexionen auf der Kugel nicht den Mittelpunkt verfälschen, alle Löcher gefüllt. Um fehlerhafte Erkennungen zu minimieren, ist der dann berechnete Massenschwerpunkt nur gültig, wenn genau ein Objekt erkannt wurde. An diesen Algorithmus brauchen – bei fertigem Aufbau — nur noch die Parameter angepasst werden.

Parameter der Bildbearbeitung endgültig anpassen

Nach Fertigstellung der Hardware lassen sich die Parameter der Bildbearbeitung endgültig anpassen und die Kommunikation der Komponenten realisieren. Um Zeitpunkt und Timeout der Übertragung vom Embedded-Vision-System zum CompactRIO genau festlegen zu können und gleichzeitig das Datenvolumen gering zu halten werden die aktuellen Koordinaten der Kugel als TCP/IP-String versendet.

Das Touchpanel sollte später den Kugelverlauf darstellen und den Modus (Kreis, Rechteck, Mitte) vorgeben können. Da diese Kommunikation nicht an exakte Zeitpunkte gebunden ist, wurden dafür Shared Variables eingesetzt, welche auf dem CompactRIO gehostet werden. Im Entwicklungsprozess wurden diese Variablen vom Entwicklungslaptop aus mit dem mitgelieferten Distributed System Manager manipuliert. So musste das Touchpanel erst ganz zum Schluss programmiert werden.

Intelligenz der Applikation liegt auf dem CompactRIO

Das Zusammenspiel (Archiv: Vogel Business Media)

Die Intelligenz der Applikation — also Initialisierung, Sollwertgenerierung und Regler — liegen im Echtzeit-Programm auf dem CompactRIO. Im ersten Entwicklungsschritt wird als Sollwert ein konstanter Wert angenommen (Mitte der Glasplatte) und ein PID-Regler experimentell ausgelegt. Da man direkt vom LabVIEW-Projekt auf dem Entwicklungsrechner aus auf das Frontpanel zugreifen kann, kann man viele Daten der Strecke live verfolgen und im laufenden System Parameter ändern.

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