Logistiikkalaatikoiden kunnonvalvonnan automatisointi konenäköä hyödyntäen

Abstract

Teknologian kehityksen ja teollisuus 4.0 sovellusten myötä kiinnostus konenäön mahdollisten käyttötarkoitusten tutkimiseksi on kasvanut. Kehityksen myötä kuviin perustuvasta automaattisesta tarkastuksesta on tullut yleinen konenäön hyödyntämisen ala. Manuaalinen tarkastusprosessi on usein aikaa vievää, kallista ja prosessin tehokkuus voi vaihdella tarkastajan mukaan. Automatisoimalla tarkastusprosessi voidaan tarkastuksesta saada nopeampaa, yhdenmukaisempaa ja työvoiman tarpeen väheneminen voi laskea prosessin kustannuksia.

Tämän diplomityön tavoitteena on selvittää, voidaanko logistiikkalaatikoiden kunnon- ja puhtaudenvalvontaprosessi automatisoida konenäön avulla. Työssä tehdään järjestelmän vaatimusmäärittelyn ja erilaisten tapaustutkimusten tulosten perusteella alustava konenäköjärjestelmä, jonka avulla ongelmaan saadaan vastaus. Järjestelmän vaatimusmäärittely toimii pohjana järjestelmään valittaville komponenteille ja työssä tehtäville tapaustutkimuksille. Järjestelmän vaatimusmäärittelyssä määritetään järjestelmänkomponenteille minimivaatimukset, viat, joita järjestelmän tulee etsiä ja niiden vakavuusluokat. Lisäksi määritetään aikaraja mihin aikaan tarkastus tulee pystyä tekemään. Vaatimusmäärittelyn jälkeen eri valaistustekniikoiden käyttäytymistä tutkitaan erilaisissa tilanteissa ja erilaisilla laatikon pinnalla esiintyvillä vioilla tapaustutkimuksella. Järjestelmän toimivuuden testaamista varten luodaan testisovellus, jonka tarkkuutta tutkitaan tapaustutkimuksella ja samaisen sovelluksen avulla tutkitaan järjestelmään valitun sulautetun PC:n suorituskykyä kuvankäsittelyssä vertaamalla suoritusaikoja vaatimusmäärittelyssä asetettuun aikarajaan.

Tutkimuksen tuloksena saatiin todistettua, että kunnon- ja puhtaudenvalvonta on mahdollista suorittaa konenäön avulla, mutta testisovellus osoittautui ohjaavalle PC:lle liian raskaaksi ja puhtauden tarkastuksessa tulokset riippuivat paljon siitä, miten tummaa lika oli. Valaistusmenetelmien tutkimuksessa huomattiin, että tutkituilla valaistusmenetelmillä ei ollut suuria eroja vikojen korostuksen suhteen. Kaikki kokonaan testatuista menetelmistä olisivat olleet käyttökelpoisia sovelluksessa. Tuloksien lisäksi työn lopussa listataan mahdollisia korjaustoimenpiteitä, joilla testisovelluksen tuloksia voitaisiin parantaa ja suoritusaikoja nopeuttaa.