Kameratekniikkaan perustuva tärinämittaus

Abstract

Tämän insinöörityön tavoitteena oli ottaa käyttöön Kajaanin ammattikorkeakoululle hankittu Basler acA2000-50gm -kamera ja kehittää konenäköjärjestelmä, jonka tehtävä oli asematiedon muodostaminen kuvatiedosta. Sen erotuskyky suunniteltiin olevan mikrometriluokkaa. Järjestelmän tehtävänä oli myös mittausdatan tulkitseminen ja sen esittäminen SI-järjestelmän yksiköissä. Lopuksi kokonaisuus oli tarkoitus integroida osaksi laajempaa mittausjärjestelmää.

Asematiedon mittaamiseksi käytetään perinteisesti antureita, jotka kiinnitetään kohteeseen. Joissakin tapauksissa, kuten resonanssi-ilmiöiden tarkastelussa, tämä lähestymistapa ei ole käyttökelpoinen, sillä esimerkiksi anturin paino voi muuttaa kohteen resonanssikäyttäytymistä. Tämän vuoksi tarvitaan mittausmenetelmiä, jotka toimivat kohdetta koskettamatta.

Ohjelmointityössä käytettiin National Instrumentsin LabVIEW-ohjelmointiympäristöä ja sen konenäkömoduulia. Sillä rakennettiin ohjelmisto, joka konfiguroi kameran, suorittaa mittauksen, analysoi mittaustulokset sekä esittää ne. Kaksi erillistä algoritmia kehitettiin mittausdatan analysoimista varten. Järjestelmän testaamisessa käytettiin metallilevyä, jossa oli kaksi kapeaa rakoa. Valaistukseksi valittiin taustavalaistus.

The purpose of this Bachelor’s thesis was to implement a Basler acA2000-50gm camera and to develop a machine vision system that acquires positional information from an image. The resolution of the system was intended to be in the range of micrometers. A method of converting the measurement data to the metric system was to be developed. Finally, the system was intended to be integrated into a larger measurement system.

To measure the positional information, a sensor is typically attached to the object. On some occasions, e.g. when measuring resonance phenomena, this approach is not feasible because the weight of the sensor may change the objects’ resonating characteristics. Thus, there is a need for a method that measures positional information of an object without touching it.

The development of the system was done using National Instrument’s LabVIEW and its machine vision module. It was used to build a set of functions that configures the camera, acquires the measurement and analyzes the measurement data. Two separate algorithms were developed to analyze the measurement data.