Diseño e Implementación de Sistema de Visión Artificial Con Una Cámara de Escaneo Lineal Para la Inspección de Etiquetas en Envases Cilíndricos

La visión artificial es un campo que se ha integrado a la industria actual en diversos procesos de inspección de objetos. A través de la utilización de diversas técnicas de procesamiento y sobre todo nuevos componentes (Sensores, Frame grabber), su rendimiento y eficiencia pueden mejorar dependiendo de la aplicación. Perú es un país donde la agricultura constituye un importante porcentaje de su PBI, y la exportación de diversos productos al extranjero, generan el mejor beneficio a sus productores. Sin embargo, es necesario que estos productos alcancen diversos estándares internacionales para garantizar su aceptación en otros mercados. La inspección de sus características físicas y la cantidad de productos a revisar, requieren de sistemas automatizados de clasificación. Entre los sistemas más comunes están aquellos que utilizan cámaras de escaneo por área, sin embargo, también existen sensores lineales que son utilizados para inspecciones a alta velocidad. La presente investigación plantea el diseño y la implementación de un módulo de visión artificial utilizando una cámara de escaneo lineal para la inspección de etiquetas, integrando el control en paralelo mediante la programación en cores de sistemas de posición, iluminación y captura de frames. Para así aplicar algoritmos de procesamiento de imágenes con el software MATLAB y realizar una correcta clasificación. El contenido de la tesis consta de cinco capítulos que desarrollan: El capítulo I Marco Metodológico presenta la introducción y descripción del problema a analizar. Luego plantea los objetivos que se desean alcanzar con la investigación y formula la hipótesis. Finalmente, se realiza la justificación técnica, económica y social, que concluye con los alcances que tendrá el trabajo. El capítulo II Marco Teórico desarrolla todo el fundamento teórico, que abarca primero la representación, procesamiento y operaciones de imágenes. Luego desarrolla una base teórica del funcionamiento y aplicación de los diversos componentes utilizados en el sistema. El capítulo III Diseño e Implementación detalla primero el estado del arte de las diversas soluciones que existen en el mercado para solucionar el problema a investigar. Luego explica en su totalidad el proceso de diseño del sistema, desde los cálculos para determinar el sensor y la lente de la cámara, pasando por la selección de componentes que integran los sistemas de posición e iluminación hasta explicar las directrices que se tomaron en el diseño de cada sub ensamble y su implementación. En cuanto al diseño electrónico, se realizaron los cálculos correspondientes para la selección de componentes eléctricos que concluyó en la elaboración de una tarjeta de interfaz y la selección de fuentes de alimentación. El capítulo IV Programación contiene el tipo de programación en cogs utilizado en todo el sistema y todos los algoritmos implementados primero para el control de cada subsistema de posición, iluminación y captura de frames. Luego comunicación entre el sistema y Matlab, Finalmente la implementación de las técnicas de procesamiento sobre la data y la selección de los envases a través del controlador. El capítulo V Pruebas y Resultados describe las pruebas realizas para la calibración de cada componente, así como los requerimientos del sistema y la interacción con la interfaz GUI desarrollada en MATLAB para el control de los algoritmos de procesamiento y comunicación con el sistema. Finalmente, se comprueba si todos los objetivos planteados han sido cumplidos y si los cálculos utilizados para el diseño garantizan el correcto funcionamiento del sistema. Así como las recomendaciones para mejorar el sistema y poder introducirlo a una aplicación concreta dentro de la industria. Palabras clave: visión artificial, sensores, cámaras de escaneo, sensores lineales, alta velocidad, escaneo lineal, cores, posición, iluminación, captura de frames, MATLAB.Tesi