Parameter Opis
image 8-bitna, črno-bela slika
lines Vrnjeni vektor linij, podan v obliki (ρ, θ)
rho Resolucija parametra ρ
theta Resolucija parametra θ
threshold Prag za akumulator. Vrnjene so le tiste
linije, ki imajo dovolj visoko vrednost v akumulatorju.
minLineLength Najmanjša dolžina razpoznanih linij. Vse linije, ki so krajše kakor izbrana dolžina, bodo zavržene.
maxLineGap Največji razmak med dvema linijama, da se
ti dve ne prepoznajo kakor ena linija.
Na sliki 3.51 je prikazana uporaba Houghove preslikave, tako da se najde kontura preoblikovanca preko ravnih linij, ki jih najde algoritem. Tukaj seveda lahko opazimo, da je so te linije lahko zgolj aproksimacija dejanskega stanja, saj je lahko tudi preoblikovanec lahko nekoliko ukrivljen, zaradi česar težko popišemo dejanski kot preoblikovanja, saj se lahko ta nekoliko spreminja po dolžini preoblikovanca. Zaradi tega je bila dodana možnost spremembe parametra minLineLength, preko drsnika v segmentu 7 na grafičnem vmesniku.
Slika 3.51: Prikaz končne slike na grafičnem vmesniku, z označenimi linijami na konturi preoblikovanca.
3.4.4 Filtriranje in izračun kota upogiba
Z uporabo algoritmov v prejšnjih poglavjih, se slika obdela do te mere, da ostanejo le linije na sliki, ki imajo zadostno dolžino in razdaljo med linijami, kakor je definirano v parametrih algoritma HoughLinesP(). Na tem delu je potrebno filtrirati še vse dobljene linije, tako da nam ostanejo le linije na preoblikovancu, vse ostalo, kar bi lahko izviralo iz ozadja pa je potrebno zavreči.
Veliko se da narediti že z ustrezno osvetlitvijo in uporabo objektiva z nastavljivo goriščno razdaljo, tako da lahko izostrimo le željene objekte na željeni razdalji od objektiva kamere.
S tem popačimo ostale dele, ki se nato v zgoraj predstavljenih algoritmih izgubijo v ozadju,
Metodologija raziskave
saj se pri procesu iskanja gradienta slike taki objekti izgubijo, saj so prehodi med področji na sliki lahko dovolj postopni, da postanejo nezaznavni.
Filtriranje linij
Vseeno pa se lahko zgodi, da se na sliki najdejo razne linije, ki niso del preoblikovanca.
Zaradi same geometrije konstrukcije so te linije ali vodoravne ali navpične. Zato se v prvem koraku izloči vse linije ki so vodoravne ali navpične, tako da se izmed vsemi prepoznanimi linijami pri uporabi Houghouve preslikave izloči vse linije, ki imajo kot napram vodoravni osi enak ±5° okrog kota 0°, 90°, 180° in 270°. S tem so bile izločene tudi linije preoblikovanca pred samim preoblikovanjem, saj je ta v obliki traku, vendar je to sprejemljivo, saj je kot preoblikovanca pred preoblikovanjem nepomemben.
Izračun kota posameznih linij
Algoritem HoughLinesP() nam vrne seznam prepoznanih linij v formatu:
𝑙𝑖𝑛𝑖𝑗𝑒 = [[[𝑠1], [𝑠2], [𝑠3], [𝑠4]], [[𝑠5], [𝑠6], [𝑠7], [𝑠8]], […
Vsaka linija je torej opredeljena s štirimi koordinatami si..i+3, torej koordinata si je koordinata x prve točke, si2 je y koordinata prve točke, s3 je x koordinata druge točke, s4 je y koordinata druge točke. Za vsako izmed teh linij lahko izračunamo kot z vodoravno osjo preko naslednje enačbe:
𝛿 = arctan (𝑠𝑖4− 𝑠𝑖2 𝑠𝑖3− 𝑠𝑖1
) (3.18)
Nato se izločijo vse linije, ki imajo kot δ v razponu ±5° okrog kota 0°, 90°, 180° in 270°.
Vrednost 5° je bila izbrana s poskušanjem in se je izkazala, da pokrije vse lažne najdene linije, ki niso del preoblikovanca.
Pri tem se lahko zgodi napaka, saj lahko izločimo pravilno prepoznane linije na preizkušancu okrog vodoravne in navpične osi, vendar v prvem primeru se to lahko zgodi le pred preoblikovanjem, kadar je kot preoblikovanja nedefiniran, ali pa kadar sta kraka preoblikovanca praktično navpična, kar je prav tako zelo nenavadno za proces upogibanja pločevine.
Izračun kota upogiba
Houghova preslikava nam torej lahko vrne več linij (ob predpostavki ustrezne osvetlitve in izbire goriščne razdalje) –odvisno od vrednosti podanih parametrov, poglavitno pa od najkrajše dolžine linije minLineLength. Ker je teh linij lahko več, je v tem koraku vpeljano povprečenje kotov, še pred tem pa se vse linije razdeli v dve skupini, in sicer levo in desno skupino, torej eno za vsak krak. Nato se se izvede povprečenje kota na vsaki skupini in na koncu se najde razlika med končnima dvema dobljenima številoma, ki predstavljata tudi kot upogiba. To je prikazano na sliki 3.52.
Metodologija raziskave
Slika 3.52: Prikaz različnih linij za popis roba preoblikovanca in izračun kota upogiba na grafičnem vmesniku. Z modro barvo je prikazana leva skupina, z rdečo pa desna skupina.
Povprečenje je izvedeno še na drugi način – povprečijo se dobljene koordinate robnih točk linij oziroma daljic, vendar po preizkusu to ne da opazne razlike. To predstavljata debelejša modra in rdeča črta, ki sta uporabljeni za prikaz ravno obratnih skupin, torej modra za desno skupino in rdeča za levo skupino, na sliki 3.52.
Načeloma je želja imeti vedno kar se da največjo minimalno dolžino najkrajše možne linije, saj tako popišemo čim večji del preoblikovanca z eno linijo, v primeru, da ta parameter zmanjšujemo, pa bomo dobili rob preoblikovanca popisan z več manjšimi linijami, katerim se kot lahko nekoliko spreminja med njimi. Žal se pri nekaterih kombinacijah materialov in debelin temu ne da izogniti.
Niz algoritmov za vsako posneto sliko izračuna kot upogiba. Seveda mora pri temu biti preoblikovanec vedno v napravi in mora biti viden. Preizkusi so pokazali doseganje tudi preko 30 slik na sekundo, vendar je zadovoljiva odzivnost dosegljiva tudi že pri 10 slikah na sekundo, posebej ob nižjih hitrostih pomikanja podpor oziroma pestiča.
4 Rezultati in diskusija
V tem poglavju bo naprava ovrednotena predvsem iz vidika zaprto-zančnega načina delovanja, in sicer ovrednotenje točnosti same meritve kota na kameri ter primerjava s konvencionalnim upogibnim preizkusom preko primerjave elastičnega izravnavanja pločevin.
4.1 Metoda dela
Naprava je bila najprej ovrednotena z vidika točnosti meritve kota preko algoritmov opisanih v poglavju Delovanje algoritmov. Sama naprava je bila najprej umerjena z uporabo pločevinskega traku z znanim kotom upogiba, in sicer preko nastavitve osvetlitve, fokusa objektiva na kameri in nastavitve najustreznejšega parametra minLineLength za algoritem Houghove preslikave. Pri tem se je pazilo, da se preoblikovanec dotika zadnje stranice sprednje plošče (slika 4.1), saj se homografija izvede na sprednji stranici plošče, meritev je pa izvedena na zadnji stranici plošče, zaradi tega je že na začetku vnešena določena napaka, vendar iz rezultatov ni bila izrazito zaznavna.
Rezultati in diskusija
Slika 4.1: Prikaz razlike med sprednjo in zadnjo stranico plošče.
Nato so bili izvedeni preizkusi upogiba do kota 90°, izmerjeni pa so bili končni koti po elastičnem izravnavanju. Izvedenih je bilo po pet preizkusov za vsako kombinacijo materiala in debeline. Kombinacije so prikazane v preglednici 4.1.