Module also offered within study programmes:
General information:
Name:
Systemy wizyjne w automatyce i robotyce
Course of study:
2019/2020
Code:
RAIR-2-209-AM-n
Faculty of:
Mechanical Engineering and Robotics
Study level:
Second-cycle studies
Specialty:
Automatic Control and Metrology
Field of study:
Automatics and Robotics
Semester:
2
Profile of education:
Academic (A)
Lecture language:
Polish
Form and type of study:
Part-time studies
Course homepage:
 
Responsible teacher:
dr hab. inż. Sioma Andrzej (andrzej.sioma@agh.edu.pl)
Module summary

Przedmiot obejmuje omówienie zagadnień budowy systemów wizyjnych pod kątem realizacji zadań kontrolnych i pomiarowych prowadzonych w zautomatyzowanych i zrobotyzowanych systemach wytwarzania.

Description of learning outcomes for module
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Connections with FLO Method of learning outcomes verification (form of completion)
Social competence: is able to
M_K001 Ma świadomość możliwości i zakresu zastosowania systemów wizyjnych w procesach produkcyjnych. AIR2A_K01 Activity during classes,
Execution of a project,
Execution of laboratory classes
Skills: he can
M_U001 Potrafi dobrać konfigurację systemu wizyjnego do zadań kontrolno-pomiarowych realizowanych w przmyśle. AIR2A_U03 Activity during classes,
Execution of a project,
Execution of laboratory classes
M_U002 Potrafi budować program pracy systemu wizyjnego. AIR2A_U03 Activity during classes,
Execution of a project,
Execution of laboratory classes
M_U003 Potrafi weryfikować wyniki pracy systemu wizyjnego w zadaniach kontrolno-pomiarowych. AIR2A_U03 Activity during classes,
Execution of a project,
Execution of laboratory classes
Knowledge: he knows and understands
M_W001 Zna budowę systemów wizyjnych i ich zakres zastosowania w zadaniach przemysłowych. AIR2A_W07, AIR2A_W02 Activity during classes,
Execution of a project,
Execution of laboratory classes
M_W002 Zna i rozumie algorytmy przetwarzania obrazu stosowane w systemach wizyjnych. AIR2A_W07, AIR2A_W02 Activity during classes,
Execution of a project,
Execution of laboratory classes
M_W003 Zna i rozumie metodę tworzenia programu pracy systemu wizyjnego w zadaniach automatyzacji i robotyzacji. AIR2A_W07, AIR2A_W01 Activity during classes,
Execution of a project,
Execution of laboratory classes
Number of hours for each form of classes:
Sum (hours)
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
24 8 0 10 6 0 0 0 0 0 0 0
FLO matrix in relation to forms of classes
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Form of classes
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
Social competence
M_K001 Ma świadomość możliwości i zakresu zastosowania systemów wizyjnych w procesach produkcyjnych. + - + + - - - - - - -
Skills
M_U001 Potrafi dobrać konfigurację systemu wizyjnego do zadań kontrolno-pomiarowych realizowanych w przmyśle. + - + + - - - - - - -
M_U002 Potrafi budować program pracy systemu wizyjnego. + - + + - - - - - - -
M_U003 Potrafi weryfikować wyniki pracy systemu wizyjnego w zadaniach kontrolno-pomiarowych. + - + + - - - - - - -
Knowledge
M_W001 Zna budowę systemów wizyjnych i ich zakres zastosowania w zadaniach przemysłowych. + - + + - - - - - - -
M_W002 Zna i rozumie algorytmy przetwarzania obrazu stosowane w systemach wizyjnych. + - + + - - - - - - -
M_W003 Zna i rozumie metodę tworzenia programu pracy systemu wizyjnego w zadaniach automatyzacji i robotyzacji. + - + + - - - - - - -
Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 104 h
Module ECTS credits 4 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 24 h
Preparation for classes 30 h
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 50 h
Module content
Lectures (8h):

1. Budowa i zakres zastosowania systemów wizyjnych w zadaniach przemysłowych.
2. Podstawy programowania systemów wizyjnych, definicja kroków programu, pętli, warunków i
metod budowy algorytmów kontrolnych.
3. Parametry pracy systemu i dobór konfiguracji systemu do zadań realizowanych w automatyce
i robotyce.
4. Metody filtrowania obrazu.
5. Metody wyznaczania krawędzi.
6. Metody pomiaru na obrazie: realizacja pomiaru długości, kąta, obwodu, średnicy oraz kontroli kształtu.
7. Metody identyfikacji obiektów na obrazie.
8. Metody obróbki danych pomiarowych i obsługi układu I/O.

Laboratory classes (10h):

1. Dobór parametrów pracy systemu i akwizycji obrazu – kalibracja obrazu.
2. Budowa programów, definicja kroków programu, pętli, warunków i trybów pracy.
3. Wstępna obróbka obrazów.
4. Przekształcenia obrazu i poprawa jego cech.
5. Metody wyznaczania krawędzi.
6. Pomiary na obrazie: pomiar długości i kąta.
7. Pomiary na obrazie: pomiar obwodu, średnicy, pola powierzchni.
8. Segmentacja obszarów na obrazie.
9. Identyfikacja obiektów na obrazie.
10. Przetwarzanie danych pomiarowych i obsługa układu I/O.
11. Projekt zaliczeniowy.

Project classes (6h):

Student realizuje samodzielnie projekt systemu kontrolnego lub pomiarowego z wykorzystaniem analizy obrazu. W projekcie uwzględnia wstępną analizę obrazu, pomiary wielkości geometrycznych oraz przygotowanie ekranu synoptycznego dla operatora.

Additional information
Teaching methods and techniques:
  • Lectures: Treści prezentowane na wykładzie są przekazywane w formie prezentacji multimedialnej w połączeniu z klasycznym wykładem tablicowym wzbogaconymi o pokazy odnoszące się do prezentowanych zagadnień.
  • Laboratory classes: W trakcie zajęć laboratoryjnych studenci samodzielnie rozwiązują zadany problem praktyczny, dobierając odpowiednie narzędzia. Prowadzący stymuluje grupę do refleksji nad problemem, tak by otrzymane wyniki miały wysoką wartość merytoryczną.
  • Project classes: Studenci wykonują zadany projekt samodzielnie, bez większej ingerencji prowadzącego. Ma to wykształcić poczucie odpowiedzialności za pracę w grupie oraz odpowiedzialności za podejmowane decyzje.
Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:

Wiedza przekazana na wykładach sprawdzana jest w formie testu zaliczeniowego na koniec zajęć. Dodatkowo student jest systematycznie sprawdzany z zakresu wiedzy przekazanej na wykładach w formie kartkówek sprawdzających przygotowanie do zajęć laboratoryjnych.
Studenci zobowiązani są do opanowania wiedzy i umiejętności realizowanych w ramach wszystkich ćwiczeń laboratoryjnych. Zaliczenie laboratorium odbywa się na ostatnich zajęciach w semestrze i obejmuje sprawdzenie wiadomości ze wszystkich ćwiczeń laboratoryjnych. Student realizuje praktyczny projekt zaliczeniowy na stanowisku laboratoryjnych.

Participation rules in classes:
  • Lectures:
    – Attendance is mandatory: No
    – Participation rules in classes: Studenci uczestniczą w zajęciach poznając kolejne treści nauczania zgodnie z syllabusem przedmiotu. Studenci winni na bieżąco zadawać pytania i wyjaśniać wątpliwości. Rejestracja audiowizualna wykładu wymaga zgody prowadzącego.
  • Laboratory classes:
    – Attendance is mandatory: Yes
    – Participation rules in classes: Studenci wykonują ćwiczenia laboratoryjne zgodnie z materiałami udostępnionymi przez prowadzącego. Student jest zobowiązany do przygotowania się w przedmiocie wykonywanego ćwiczenia, co może zostać zweryfikowane kolokwium w formie ustnej lub pisemnej. Zaliczenie zajęć odbywa się na podstawie zaprezentowania rozwiązania postawionego problemu. Zaliczenie modułu jest możliwe po zaliczeniu wszystkich zajęć laboratoryjnych.
  • Project classes:
    – Attendance is mandatory: Yes
    – Participation rules in classes: Studenci wykonują prace praktyczne mające na celu uzyskanie kompetencji zakładanych przez syllabus. Ocenie podlega sposób wykonania projektu oraz efekt końcowy.
Method of calculating the final grade:

Test z zakresu wiedzy omówionej na wykładach.
Samodzielny projekt wykonany na podstawie umiejętności zdobytych na laboratoriach.

Ocena końcowa wystawiana jest na podstawie średniej ocen z testu i projektu.
Wymagane jest zaliczenie testu i projektu na ocenę co najmniej 3.0.

Sposób i tryb wyrównywania zaległości powstałych wskutek nieobecności studenta na zajęciach:

W przypadku nieobecności usprawiedliwionej student może odrobić laboratorium z inną grupą lub w terminie ustalonym przez prowadzącego. W przypadku nieobecności nieusprawiedliwionej student zobowiązany jest do samodzielnego uzupełnienia materiału realizowanego na zajęciach laboratoryjnych.

Prerequisites and additional requirements:

Wymagana jest podstawowa wiedza z zakresu:
- fizyki/optyki,
- informatyki,
- metrologii,
- podstaw automatyzacji procesów.

Recommended literature and teaching resources:

1. SIOMA A.: Programowanie systemów wizyjnych w środowisku IVC Studio, 2010.
2. Horn K.P.: Robot Vision. The MIT Press.1986

Scientific publications of module course instructors related to the topic of the module:

1. Systemy wizyjne 3D w analityce stanu i uszkodzeń lin nośnych
Andrzej SIOMA // Control Engineering Polska ; ISSN 1731-5301. — 2014 R. 12 nr 3, s. 72–73.

2. Application of a visual measurement technique to the assessment of electrodynamic stamping
Józef BEDNARCZYK, Andrzej SIOMA // Solid State Phenomena ; ISSN 1012-0394. — 2011 vol. 177

3. 3D vision system performs rope wear analysis
Andrzej SIOMA // Control Engineering ; ISSN 0010-8049. 2013 vol. 60 no. 5, s. 48–49.

Additional information:

Przedmiot omawia tematykę wykorzystania systemów wizyjnych w zadaniach kontroli jakości wykonania produktu i kontroli procesu wytwarzania.