Aplicacion de Vision con LabVIEW para la deteccion de frascos con turbiedades

389 Pages·2009·3.78 MB·Spanish

ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORAL
FACULTAD DE INGENIERÍA EN ELECTRICIDAD Y COMPUTACIÓN
“Aplicación de visión con LabVIEW para la detección de frascos con
turbiedades”
TESIS DE GRADO
Previa la obtención del Título de:
INGENIERO EN ELECTRÓNICA Y TELECOMUNICACIONES
Presentado por:
Lenin Edwin Gordillo Erazo
Jorge Luis Yánez Roca

GUAYAQUIL – ECUADOR
AÑO 2009
AGRADECIMIENTO
A Dios y sus constantes bendiciones.
A nuestras familias por su apoyo y
cariño.
A los amigos que colaboraron de
varias maneras a la culminación de
este proyecto.
A los diferentes profesores que
supieron compartir su conocimiento e
incentivaron en nosotros la
creatividad.
A todos aquellos que creyeron en
nosotros.
DEDICATORIA
A Dios por la vida y oportunidad que nos
brinda día a día. A mi familia, en especial a mi
madre por ser mi soporte. A mis amigos, “La
Tribu”, por su amistad desinteresada y ayuda
incondicional. Y a todas aquellas personas que
colaboraron con el proyecto!!
Jorge Luis
A Dios por la oportunidad de crecer cada
día. A mi familia, que me ha apoyado y guiado
siempre. Y a todas aquellas personas que
supieron estar en el momento adecuado dando
palabras de aliento para no decaer en los
esfuerzos y brindaron todo su apoyo.
Lenin Gordillo
TRIBUNAL DE GRADUACIÓN

M.Sc. Jorge Aragundi R. Ing. Carlos Valdivieso A.
Presidente del Tribunal Director de Tesis

M.Sc. Efrén Herrera M. Ing. Washington Medina M.
Miembro Principal Miembro Principal
DECLARACIÓN EXPRESA
“La responsabilidad del contenido de este trabajo, nos corresponde
exclusivamente; y el patrimonio intelectual del mismo a la ESCUELA
SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORAL”.
(Reglamento de exámenes y títulos profesionales de la ESPOL)

Lenin Edwin Gordillo Erazo

Jorge Luis Yánez Roca
RESUMEN
El presente trabajo “Aplicación de visión con LabVIEW para la detección
de frascos con turbiedades” forma parte del Tópico de Graduación
“Plataforma para el desarrollo de proyectos con dsPICs y visión robótica
con LabVIEW”.
En el capítulo 1 se describen las ventajas y desventajas de los sistemas
de visión artificial frente al sistema humano de visión, se menciona las
potenciales áreas industriales para su aplicación, se plantean los objetivos
del proyecto, alcances y especificaciones de la solución propuesta.
En el capítulo 2 se presentan aspectos importantes vinculados a la
iluminación, tipo de cámaras y algoritmos matemáticos usados en el
procesamiento digital de las imágenes.
En el capítulo 3 se hace una descripción de los instrumentos virtuales que
LabVIEW presenta en su paquete NI Vision, aquí se podrá encontrar una
guía con ejemplos claros del uso de los instrumentos virtuales. También
se describen las principales características y ventajas de trabajar con
dsPics.
En el capítulo 4 se describen las características de los dispositivos con los
cuales el sistema de detección de turbiedades deberá interactuar (sistema
de bandas y brazo empuja frasco). Se muestra la implementación del
sistema de detección de turbiedades en lenguaje gráfico y
especificaciones de funcionamiento (como el tamaño del frasco). Se
integra la solución planteada al sistema de bandas y brazo empuja frasco;
y se analiza los costos de la solución.
En el capítulo 5 se exponen las pruebas realizadas, se analizan los
resultados obtenidos, eficiencia de los algoritmos y tendencias
estadísticas.
INDICE GENERAL
RESUMEN
ÍNDICE GENERAL
ABREVIATURAS
ÍNDICE DE IMÁGENES
ÍNDICE DE TABLAS
INTRODUCCIÓN............................................................................................1
1. Análisis Preliminar y Justificación del Proyecto.......................................2
1.1 Sistemas de Visión...........................................................................2
1.2 Aplicaciones de la Visión por Computador.....................................16
1.3 Situación Actual..............................................................................19
1.4 Desventajas de la situación actual .................................................24
1.5 Justificación del Proyecto...............................................................26
1.6 Limitaciones del Proyecto...............................................................29
2. Fundamentos del Procesamiento Digital de Imágenes..........................32
2.1 Adquisición de Imágenes................................................................33
2.2 Procesamiento................................................................................58
2.3 Detección de Bordes......................................................................94
2.4 Segmentación...............................................................................101
2.5 Extracción de Características.......................................................110
2.6 Reconocimiento y Localización ....................................................116
3. LabVIEW y dsPic's...............................................................................121
3.1 Introducción al Software de captura de imágenes.......................121
3.2 Adquisición y procesamiento de imágenes a través del paquete
IMAQ .....................................................................................................125
3.3 El por qué de utilizar dsPics ........................................................187
3.4 Desempeño de los dsPics............................................................188
3.5 Arquitectura básica para el control de motores ............................189
3.6 Opciones de Comunicación Disponible........................................192
4. Diseño e Implementación del Sistema de Control de Turbiedades.12296
4.1 Características de la Plataforma para dsPic 30F4011..............12296
4.2 Especificaciones para el diseño del sistema de control................205
4.3 Manejo del Brazo Robótico...........................................................209
4.4 Diseño del Programa Controlador de Turbiedades en LabVIEW con
el uso del paquete IMAQ.........................................................................211
4.5 Establecimiento de Comunicación entre el ordenador y el brazo
robótico ...................................................................................................250
4.6 Implementación del Sistema de Control de Turbiedades en la
plataforma para dsPics............................................................................255
4.7 Análisis de costos.........................................................................287
5. Datos experimentales....................................................................197291
5.1 Pruebas realizadas.......................................................................292
5.2 Datos obtenidos............................................................................298
5.3 Análisis de resultados...................................................................303