La evolución de los sistemas de visión artificial industrial avanza de forma imparable, contando no solo con las aportaciones en tecnología, sino también con las innovaciones en programación y sistemas de procesamiento de datos. ¿Cómo interviene el pattern matching en ello?

En este campo de la ingeniería industrial, en los últimos años se ha avanzado de forma notable en el desarrollo de algoritmos y técnicas aplicadas para las tareas de reconocimiento y comparación de patrones.

La visión artificial cada vez hace más uso de la visión 3D para captar imágenes y recoger datos, por lo que es necesario que los procesadores y su programación se actualicen para gestionar esta información y ampliar su aplicación en el ámbito industrial.

Este avance hace posible que la visión artificial amplíe la efectividad del empleo de la visión 3D para realizar procesos de control y automatizar procesos productivos.

¿En qué consisten los sistemas de pattern matching?

Los sistemas de reconocimiento de patrones son una herramienta automatizada de visión artificial empleada para tareas de localización e inspección de productos.

En comparación con otras herramientas de reconocimiento, el empleo de sistemas de correspondencia de patrones destaca por su complejidad, ya que tiene en cuenta muchas variables que alteran la forma de un objeto y las características que pueden ser reconocidas por un sistema de visión.

Por tanto, usando un sistema de visión artificial con la tecnología pattern matching se busca la forma de que las herramientas de reconocimiento de visión actúen acorde a patrones, identificando y clasificando productos según este esquema predeterminado, y obviando otras características físicas que pueden alterar la forma, pero no la naturaleza del objeto.

De esta manera, los sistemas de visión basados en el reconocimiento de patrones son capaces de localizar piezas o productos según la correspondencia de patrones, con independencia de la escala, la rotación u otras condiciones que pueden alterar la captación y procesamiento de una imagen.

Ventajas que aportan las herramientas de reconocimiento de patrones

El reconocimiento exacto de objetos siempre ha sido uno de los principales problemas con los que ha tenido que lidiar la visión artificial y, actualmente, se sigue trabajando en el desarrollo y perfeccionamiento de sistemas de visión integrados que venzan ciertos desafíos relacionados con la definición de características que sirven para que el proceso de reconocimiento, comparación y correspondencia de patrones se realice con mayor precisión y agilidad.

Ingenieros industriales y departamentos de Innovación y Desarrollo como el de STEMMER IMAGING desarrollan diferentes proyectos de investigación centrados en cómo mejorar e innovar en los métodos empleados para la coincidencia de características y el reconocimiento de patrones.

En concreto, la integración de unidades de subpíxeles o la integración de sistemas de visión artificial basados en herramientas 3D están ayudando a crear mejores patrones geométricos o reconocer características invariantes que se pueden emplear en la coincidencia de patrones.

De este modo, contando con un cálculo exhaustivo de posibles márgenes de error o de características faltantes, y al mismo tiempo, agrupando correspondencias y coincidencias, se pueden mejorar las prestaciones de las herramientas de reconocimiento y ampliar sus aplicaciones industriales.

¿Qué aplicaciones tienen las herramientas de reconocimiento de patrones en la industria?

La ampliación de las aplicaciones industriales del pattern matching se debe al desarrollo de algoritmos de coincidencia que parten de patrones invariables, sin que el procesamiento de la imagen se vea afectado por distorsiones, escalas o rotaciones que alteren la forma o percepción de un objeto.

Para ello, las herramientas de visión basadas en tecnología 3D permiten realizar nuevas tareas, como:

Pattern Marching

Identificación de objetos

Usando la alineación “3D Pose” se reconoce la posición y orientación de un objeto, haciendo más rápida y óptima su identificación y agrupación.

Reconstrucción de objetos

Las herramientas de 3D facilitan la reconstrucción y simulación de objetos en formato tridimensional partiendo de objetos arbitrarios o variables constantes.

Esta utilidad de la visión 3D en el ámbito del pattern matching ayuda a la creación de prototipos partiendo del perfeccionamiento de productos ya existentes.

Por otro lado, la optimización de las herramientas de reconocimiento de patrones ha promovido el empleo de este sistema de visión artificial para diferentes aplicaciones industriales, como:

  • Tareas de identificación: Empleando un sistema más exhaustivo y complejo, cuando los lectores de códigos de barras o cámaras lineales no son efectivas dada la complejidad del proceso.
  • Tareas de seguimiento: Aportando exhaustividad y precisión en las tareas de seguimiento y control, dejando al margen cualquier factor que altere un objeto, ya sea su rotación o si las imágenes captadas sufren distorsiones por la posición del objeto.
  • Controles de calidad: Realizando una inspección pormenorizada de los productos, partiendo de sus características invariables y valorando las posibles alteraciones sufridas fuera de los patrones geométricos predeterminados.

Para que los sistemas de visión artificial basados en el reconocimiento de patrones puedan actuar, es necesario contar con métodos claves para la integración del pattern matching en la actividad industrial, como los sistemas de iluminación – LED, láser, etc.- o el empleo de diferentes tipos de ópticas.

En definitiva, todo es proclive para el empleo del pattern matching como una solución más en visión artificial industrial que ayuda a optimizar procesos, aumentando la producción y reduciendo los costes.