Las ventajas de la visión 3D

Los expertos de la automatización coinciden en que la visión 3D se encuentra al comienzo de un desarrollo vertiginoso. El incremento del rendimiento y la simplificación del manejo harán que los sistemas de visión 3D revolucionen la técnica robótica y sistemas completos de automatización

Los sistemas de procesamiento de imágenes, llamados también sistemas de visión o Machine Vision, han logrado grandes éxitos en los últimos años en diferentes campos de aplicación industriales y formado una amplia gama de sistemas. Los sistemas todavía dominantes son los bidimensionales y los sensores de visión, de técnicas más sencillas. Pero el avance de las aplicaciones 3D es imparable, como demuestra con cifras Patrick Schwarzkopf, director de Procesamiento de Imágenes en la VDMA. "Según nuestro análisis de mercado facturamos ya el 10 por ciento de todo el volumen del sector con tareas de medición tridimensionales, y la tendencia es alcista. A ello se suman las aplicaciones ya existentes en la automatización".

Los sistemas de procesamiento de imágenes han logrado grandes éxito sen los últimos años y formado una amplia gama de sistemas. Los sistemas todavía dominantes son los bidimensionales y los sensores de visión, de técnicas más sencillas. Pero el avance de las aplicaciones 3D es imparable

También para el doctor Olaf Munkelt, presidente de la junta directiva de Procesamiento de Imágenes en la VDMA y gerente de la MVTec Software GmbH, es obvio que "La visión 3D se encuentra tan solo al comienzo de un desarrollo vertiginoso. Se puede prever la fusión de las tecnologías de máquinas y procesamiento de imágenes." MVTec es un fabricante de software internacionalmente líder en el procesamiento industrial de imágenes.

Ver en tres dimensiones es imprescindible para realizar muchas tareas, no solo para las personas sino también para el mundo industrial y las máquinas. Con información tridimensional será posible llevar a cabo tareas de ingeniería mecánica o producción industrial para las que no bastaban las tecnologías bidimensionales clásicas. Ya que para poder reconocer objetos con tecnologías bidimensionales es necesario conocer su orientación.

Con software de procesamiento de imágenes de visión 3D, los robots industriales son capaces de detectar con tan solo una cámara la ubicación de los objetos en el espacio

La visión 3D, de lo contrario, puede detectar objetos independientemente de su orientación en el espacio. La comparación perspectivística es capaz de reconocer en sus coordenadas en el espacio objetos incluso volcados o deformados por torsión. Así que, un robot dotado de visión 3D es prácticamente autónomo. Ve cómo está colocada una pieza, si está tumbada, de pie o colgando, y agarrarla con absoluta seguridad.

La visión 3D hace más flexibles a los robots

Para registrar datos tridimensionales se dispone fundamentalmente de diferentes opciones: es posible captar las imágenes desde diferentes cámaras (estereometría) o captar dos dimensiones con una cámara y la tercera dimensión a través de otro sensor (por ejemplo un sensor de distancia). Igualmente es posible utilizar un láser de alineamiento, un sensor láser de perfil 3D o una mezcla de todos estos sensores y cámaras. La opción utilizada en cada caso depende únicamente de la aplicación. Junto a las tareas de medición, un campo de aplicación de gran éxito, la visión 3D se aplica cada vez más en la automatización, sobre todo en la robótica. En este campo actúa Robo3DVision, un departamento de la empresa polaca AIC S.A.

La comparación perspectivística y deformable reconoce, basándose en las aristas, objetos de perspectiva desfigurada con aristas y superficies pronunciadas, como en el caso de la puerta de posición inclinada representada la imagen

Para satisfacer las necesidades de AIC S.A., desarrollador y fabricante de intercambiadores de calor de alta calidad y de soluciones completas para la transmisión de calor, Robo3DVision ha desarrollado el denominado Adaptive Vision System I, especializado en la soldadura tridimensional robotizada de los tubos con la base del tubo. Maciej Kaniewski, jefe de equipo de Robo3DVision: "Nuestro AVS es uno de los sistemas denominados Vision-based robot guidance, que son, según opinión, los únicos sistemas de visión realmente 3D. Estos sistemas escanean la escena, encuentran la posición de los elementos buscados y generan la vía para el robot. Son especialmente apropiados para agarrar, paletizar y montar, así como para tareas de pegado y soldado del robot."

Gracias a la información tridimensional, el sistema de procesamiento de imágenes del robot es capaz de identificar el objeto y reconocer su orientación. Y se garantiza una manipulación exenta de fallos, lo que supone es un importante requisito para una producción automatizada.

El Adaptive Vision System I de Robo3DVision se ha especializado en la soldadura tridimensional de los tubos con la base del tubo. Aquí se aplica un escaneador compuesto por dos cámaras, un sensor de distancia y un láser de alineamiento

El futuro está en un manejo sencillo y una alta flexibilidad

Para Kaniewski, especialista en visión de robots, el futuro de los sistemas de visión se encuentra en una elevada flexibilidad que puede ofrecer la visión 3D. Argumenta como sigue: "Hoy en día, los sistemas de visión están especializados en tareas concretas. Cada cambio en la especificación del proceso supone una gran inversión de tiempo y costes. Esta situación tiene que cambiar. La solución apunta a los escaneadores 3D, capaces de detectar la forma, el tamaño, la posición y la orientación de cualquier tipo de objetos, siendo así aptos para las más diferentes aplicaciones Requisito importante: un sencillo manejo del robot y el sistema de visión. Para ello, según su opinión, debería desarrollarse un sistema unificado basado en plataforma de PC, que controle el robot y los periféricos, por ejemplo soldadores, pero que también domine y lleve a la práctica algoritmos de visión.

Dr. Olaf Munkelt de MVTec tiene una visión de futuro similar. Y dice al respecto: "Los robots del futuro serán, sin duda, equipos integrados en los que se fusionará el procesamiento de imágenes, es decir la visión 3D, con el software de control. Naturalmente es importante incrementar la facilidad de manejo, así como de aplicar entornos de desarrollo integrados. Por esta razón, muchas automáticas acciones dejarán de realizarse en el futuro en el PC y lo harán en sistemas embebidos que consumen poca electricidad Para ello, los fabricantes de software tienen que sacar al mercado productos estándar aplicables en estos sistemas sin gran trabajo de adaptación. Ello conllevará también soluciones cada vez más económicas."^©