Genomförbarhetsstudie av ett kamerabaserat system för positionering av en traverskran

The automation of industrial applications is a rapidly developing area. The demand of more efficient and automated applications is an everyday problem in industrial environments. The aim of this study was to investigate the feasibility of a camera-based system for overhead crane positioning. Furthermore, a camera-based system can provide solutions for developing different automated applications. Today, laser sensors are a commonly used method for accurate crane positioning and distance calculation. This thesis presents a camera-based system for overhead crane positioning. Two industrial cameras were mounted to an overhead crane’s trolley for image acquisition. In addition, a pre-mounted high-resolution monitoring camera was also included for research interest. The objective was to obtain accurate position information of the crane by photogrammetric image measurements. An imaging capturing method was developed and tested to accurately acquire images from all cameras simultaneously. In total, 100 images were acquired for each camera. Camera calibration was performed before image acquisition using photogrammetric software. The accuracy of the camera-based system was assessed by calculating 3D camera positions from all 100 images. Laser measurements were used as reference positions. The best positioning accuracy, +- 3 mm, was achieved by the high-resolution camera. The positioning accuracy of the industrial cameras were +- 10 mm. In conclusion, this study showed that camera-based systems can provide methods for overhead crane positioning. However, lower-end industrial cameras may not be suitable for accurate crane positioning. A camera with low resolution may not provide sufficient accuracy for image positioning measurements. This thesis did not consider real-time positioning and requirements for fast positioning calculations.Automation av industriella applikationer är under snabb utveckling. Efterfrågan på mer effektiva och automatiserade applikationer är ett vanligt problem i många industriella miljöer. Syftet med denna studie var att undersöka ett kamerabaserat system för positionering av en traverskran. Ett kamerabaserat system kan tillhandahålla möjligheter för att utveckla olika automatiserade applikationer. I dagens läge är lasersensorer en vanligt förekommande metod för positions- och avståndsberäkning för olika krantyper. Denna studie presenterar ett kamerabaserat system för positionering av en traverskran. Två industriella kameror monterades på en kranvagn för bildtagning. Dessutom inkluderades en förmonterad övervakningskamera med hög upplösning i studien för forskningsintresse. Målet med studien var att erhålla noggrann positionsinformation om kranen genom fotogrammetriska bildmätningar. En metod för automatisk bildinsamling utvecklades och testades för att möjliggöra bildinsamling från alla kameror samtidigt. Totalt insamlades 100 bilder för varje kamera. Kamerakalibrering utfördes med fotogrammetrisk programvara före bildinsamlingen. Noggrannheten för det kamerabaserade systemet bedömdes genom att beräkna 3D-kamerapositioner från alla 100 bilder. Lasermätningar användes som referenspositioner. Den bästa positionsnoggrannheten, +- 3 mm, uppnåddes med den högupplösta kameran. De industriella kamerornas positioneringsnoggrannhet var +- 10 mm. Sammanfattningsvis, denna studie visade att kamerabaserade system kan tillhandahålla metoder för positionering av traverskran. Industriella kameror med låg upplösning är kanske inte lämpliga för noggrann kranpositionering. En kamera med lägre upplösning har nödvändigtvis inte tillräcklig noggrannhet för positionsberäkningar. Denna studie beaktade inte positionering i realtid och krav på snabba positionsberäkningar