BRMU8802672U2

BRMU8802672U2 - computer vision equipment for consumable electrode positioning

Info

Publication number: BRMU8802672U2
Authority: BR
Inventors: Aquino Adauto Bispo De; Pedro Luiz Kronemberger Soares; Roberto De Alcantara Coelho; Silva Alexandre Cesar Santos Da
Original assignee: Aquino Adauto Bispo De; Roberto De Alcantara Coelho; Pedro Luiz Kronemberger Soares; Silva Alexandre Cesar Santos Da
Priority date: 2008-11-25
Filing date: 2008-11-25
Publication date: 2010-08-10

Abstract

O presente modelo de utilidade propõe a aplicação de um conjunto especifico de aperfeiçoamentos, simplificações e extensões aos equipamentos previamente descritos para o posicionamento, através do processamento de imagens, de eletrodos que sejam consumidos durante a sua utilização em processos industriais, como na produção e na purificação de metais por eletrólise, ou em fornos de fundição, que, quando aplicadas conjuntamente, resultam em melhorias cumulativas na confiabilidade dos resultados produzidos, simplificam a sua instalação e operação, além de facilitar a sua aplicação em novos contextos. Estado Atual do Posicionamento de Eletrodos. O posicionamento de eletrodos consumíveis em processos industriais é um problema antigo e ainda muito comum, visto que, como o eletrodo se desgasta ele deve ser substituído periodicamente e o novo eletrodo precisa ser posicionado corretamente, além de que há algumas vezes a necessidade de refazer o posicionamento quando o eletrodo já está em uso. O posicionamento do eletrodo altera as características eletrofísicas de todo o conjunto do qual faz parte e é, na maioria das vezes, decisivo para garantir a eficiência do processo. O correto posicionamento do eletrodo se dá em função do estabelecimento da distância adequada entre os eletrodos dos diferentes pólos elétricos utilizados preferencialmente em processos de eletrólise para produção, ou purificação de metais, ou em fornos de fundição. Basicamente, os métodos para posicionamento de eletrodos se baseiam em: Referências relativas à posição do eletrodo sendo substituído Referências relativas à posição de outros eletrodos do mesmo pólo elétrico; Medição da distância atual entre o eletrodo e os eletrodos de pólos diferentes.The present utility model proposes the application of a specific set of improvements, simplifications and extensions to the previously described equipment for the positioning, through image processing, of electrodes that are consumed during their use in industrial processes, such as production and Purification of metals by electrolysis or foundry furnaces, which, when applied together, result in cumulative improvements in the reliability of the results produced, simplify their installation and operation, and facilitate their application in new contexts. Current State of Electrode Positioning. The placement of consumable electrodes in industrial processes is an old and still very common problem, as as the electrode wears out it must be replaced periodically and the new electrode needs to be positioned correctly, and there is sometimes a need to redo the electrode. positioning when the electrode is already in use. Electrode placement alters the electrophysical characteristics of the entire assembly of which it is a part and is, most of the time, critical to ensure process efficiency. The correct positioning of the electrode is due to the establishment of the proper distance between the electrodes of the different electric poles used preferably in electrolysis processes for production or purification of metals, or in smelting furnaces. Basically, the methods for electrode positioning are based on: References relating to the position of the electrode being replaced References relating to the position of other electrodes of the same electric pole; Measurement of current distance between electrode and electrodes of different poles.

Description

"Equipamento de Visão Computadorizada para Posicionamento de Eletrodos Consumiveis""Computer Vision Equipment for Consumable Electrode Positioning"

Relatório Descritivo da Patente de Modelo de Utilidade para "Equipamento de Visão Computadorizada para Posicionamento de Eletrodos Consumiveis"Utility Model Patent Descriptive Report for "Computer Vision Equipment for Consumable Electrode Positioning"

O presente modelo de utilidade propõe a aplicação de um conjunto específico de aperfeiçoamentos, simplificações e extensões aos equipamentos previamente descritos para o posicionamento, através do processamento de imagens, de eletrodos que sejam consumidos durante a sua utilização em processos industriais, como na produção e na purificação de metais por eletrólise, ou em fornos de fundição, que, quando aplicadas conjuntamente, resultam em melhorias cumulativas na confiabilidade dos resultados produzidos, simplificam a sua instalação e operação, além de facilitar a sua aplicação em novos contextos.This utility model proposes the application of a specific set of improvements, simplifications and extensions to the previously described equipment for positioning, through image processing, electrodes that are consumed during their use in industrial processes, such as production and Purification of metals by electrolysis or foundry furnaces, which, when applied together, result in cumulative improvements in the reliability of the results produced, simplify their installation and operation, and facilitate their application in new contexts.

Estado Atual do Posicionamento de EletrodosCurrent State of Electrode Positioning

O posicionamento de eletrodos consumiveis em processos industriais é um problema antigo e ainda muito comum, visto que, como o eletrodo se desgasta ele deve ser substituído periodicamente e o novo eletrodo precisa ser posicionado corretamente, além de que há algumas vezes a necessidade de refazer o posicionamento quando o eletrodo já está em uso. O posicionamento do eletrodo altera as características eletrofísicas de todo o conjunto do qual faz parte e é, na maioria das vezes, decisivo para garantir a eficiência do processo.The placement of consumable electrodes in industrial processes is an old and still very common problem, as as the electrode wears out it must be replaced periodically and the new electrode needs to be positioned correctly, and there is sometimes a need to redo the electrode. positioning when the electrode is already in use. Electrode placement alters the electrophysical characteristics of the entire assembly of which it is a part and is, most of the time, critical to ensure process efficiency.

O correto posicionamento do eletrodo se dá em função do estabelecimento da distância adequada entre os eletrodos dos diferentes pólos elétricos, utilizados preferencialmente em processos de eletrólise para produção, ou purificação de metais, ou em fornos de fundição.The correct positioning of the electrode is due to the establishment of the proper distance between the electrodes of the different electric poles, preferably used in electrolysis processes for production or purification of metals, or in smelting furnaces.

Basicamente, os métodos para posicionamento de eletrodos se baseiam em: Referências relativas à posição do eletrodo sendo substituído; Referências relativas à posição de outros eletrodos do mesmo pólo elétrico; Medição da distância atual entre o eletrodo e os eletrodos de pólosdiferentes.Basically, the methods for electrode positioning are based on: References regarding the position of the electrode being replaced; References relating to the position of other electrodes of the same electric pole; Measurement of current distance between electrode and electrodes of different poles.

Podemos considerar como alguns exemplos destes métodos, os referidos nas patentes: PI9305286-3, PI0416999-9 e US4540474. Porém, existem diversos problemas que dificultam a utilização dos métodos mais comuns nos ambientes industriais: Os eletrodos normalmente se desgastam de forma irregular e distinta, dificultando a medição precisa das dimensões do eletrodo gasto e tornando questionável a utilização de outro eletrodo como referência; O ambiente costuma ser agressivo, apresentando altas temperaturas e vapores tóxicos, não sendo recomendada a proximidade dos operadores, exigida para a execução de alguns métodos; A presença comum de componentes sólidos entre os eletrodos dificultam a sua livre movimentação, podendo introduzir erros em medições baseadas no curso do seu deslocamento.Examples of such methods may be considered as those in patents: PI9305286-3, PI0416999-9 and US4540474. However, there are several issues that make it difficult to use the most common methods in industrial environments: Electrodes typically wear out irregularly and distinctly, making it difficult to accurately measure the dimensions of the worn electrode and making it questionable to use another electrode as a reference; The environment is usually aggressive, presenting high temperatures and toxic vapors, not being recommended the proximity of the operators, required for the execution of some methods; The common presence of solid components between the electrodes makes it difficult to move freely and may introduce errors in measurements based on the course of their displacement.

Considerando-se as características do ambiente e os demais fatores citados, fica claro que um sistema que obtenha suas referências e faça medições à distância com precisão e que seja capaz de considerar as formas específicas dos eletrodos, pode apresentar bons resultados, podendo utilizar-se das modernas técnicas de processamento de imagens, similar ao proposto na patente PI0409792A, porém, o uso bem sucedido do processamento de imagens com o objetivo de posicionar eletrodos, exige o entendimento de que a imagem obtida através de uma câmera é um modelo em duas dimensões, que captura algumas das características de uma cena do mundo real, introduzindo o efeito de perspectiva, que altera a forma dos objetos, não capturando a profundidade da cena e podendo restringir significativamente a quantidade de cores.Considering the characteristics of the environment and the other factors mentioned, it is clear that a system that obtains its references and makes accurate measurements at a distance and that is able to consider the specific shapes of the electrodes, can have good results and can be used. of modern image processing techniques, similar to that proposed in patent PI0409792A, however, the successful use of image processing to position electrodes requires the understanding that the image obtained through a camera is a two-dimensional model. , which captures some of the characteristics of a real world scene, introducing the perspective effect, which changes the shape of objects, not capturing the depth of the scene and can significantly restrict the amount of color.

Desta forma, com o objetivo de produzir resultados confiáveis no uso do processamento de imagens, vários problemas de ordem prática devem ser abordados:Thus, in order to produce reliable results in the use of image processing, several practical problems should be addressed:

O uso métrico das imagens exige a remoção do efeito de perspectiva, que depende da determinação precisa da orientação relativa entre a(s) câmera(s) e os objetos, em termos de inclinação e de rotação, o que édificultado pelo fato de, que tanto os eletrodos, como as plataformas em que costumam se instalar os equipamentos utilizados, são móveis, além da ocorrência de vibrações produzidas pelo seu deslocamento, bem como pela ação mecânica de motores e de outros componentes elétricos e hidráulicos;Metric use of images requires the removal of the perspective effect, which depends on the precise determination of the relative orientation between the camera (s) and the objects in terms of tilt and rotation, which is hampered by the fact that Both the electrodes and the platforms on which the equipment used is usually installed are mobile, besides the occurrence of vibrations produced by their displacement, as well as the mechanical action of motors and other electrical and hydraulic components;

A determinação das extensões físicas dos eletrodos, que depende da identificação precisa de seus limites, sabendo-se que ocorrerão variações pouco definidas de suas formas, exige a reconstituição da profundidade real da cena, de forma a permitir agrupar ou desmembrar regiões similares quanto aos aspectos visuais, em função da sua proximidade no mundo real; O fato de que o ambiente em que estes sistemas operam não permite um nível significativo de controle, podendo variar muito em termos da iluminação, dos objetos que estarão presentes à cena e das posições entre os objetos, exige o uso de todos os dados disponíveis sobre a cena, tornando indispensável o uso de imagens coloridas; E indispensável que o equipamento armazene os dados colhidos durante a execução de suas atividades, como medições e referências estabelecidas, visto que alguns destes dados podem não ser recuperáveis por nenhum outro meio, e podem ser exigidos para auditoria posterior das atividades, além de serem indispensáveis no caso em que seja necessário refazer o posicionamento.The determination of the electrode physical extensions, which depends on the precise identification of their limits, knowing that there will be little defined variations of their shapes, requires the reconstitution of the real depth of the scene, in order to group or dismember similar regions regarding the aspects. visuals because of their proximity to the real world; The fact that the environment in which these systems operate does not allow for a significant level of control and can vary greatly in terms of lighting, the objects that will be present in the scene, and the positions between objects, requires the use of all available data on the scene, making the use of color images indispensable; It is indispensable that the equipment stores the data collected during the execution of its activities, such as measurements and established references, since some of these data may not be retrievable by any other means, and may be required for further audit of the activities, besides being indispensable. in case the positioning needs to be redone.

É necessária a implementação de mecanismos de comunicação de dados que permitam:It is necessary to implement data communication mechanisms that allow:

A) A troca de informações entre equipamentos similares, permitindo que, mesmo que o equipamento que originariamente executou determinada atividade esteja fora de uso, outros equipamentos que tenham tido acesso aos seus dados possam executar atividades complementares e de auditoria; Β) A troca de informações entre os equipamentos aos quais se refere este modelo de utilidade e sistemas de informação, de forma que outros sistemas da empresa tenham acesso aos dados relativos às suas atividades.A) The exchange of information between similar equipment, allowing, even if the equipment that originally performed a certain activity is out of use, other equipment that had access to its data can perform complementary and audit activities; Β) The exchange of information between the equipment referred to in this utility model and information systems, so that other company systems have access to data relating to its activities.

A base da "Visão Computadorizada" é a reprodução e a extensão, emsistemas computadorizados de processamento de dados, de capacidades humanas associadas à visão, como o reconhecimento, a discriminação e a delimitação de objetos; a percepção de diferentes aspectos dos mesmos, como cor e textura, além da percepção do seu estado em relação a referenciais, como distâncias, orientação e velocidade. Na prática, muitas destas capacidades ainda são reproduzíveis em níveis inferiores aos demonstrados pelos seres humanos, é o caso do reconhecimento de objetos complexos, onde ainda ocorrem margens significativas de erros, porém, em algumas áreas os resultados superam os obtidos por humanos, como no caso das medições de comprimentos e distâncias, onde resoluções de medida inferiores a 1 mm não são raras. O uso da Visão Computadorizada vem se expandindo, principalmente nos últimos 10 anos, associado ao desenvolvimento dos microcomputadores e à percepção do grande número prático de usos da tecnologia, com aumento no número de empresas que atuam nesta áreà, de pesquisas e de trabalhos para o seu desenvolvimento.The basis of "Computer Vision" is the reproduction and extension, in computerized data processing systems, of human capabilities associated with vision, such as the recognition, discrimination and delimitation of objects; the perception of different aspects of them, such as color and texture, as well as the perception of their state in relation to references, such as distances, orientation and speed. In practice, many of these capabilities are still reproducible at levels below those shown by humans, such as the recognition of complex objects, where significant error margins still occur, but in some areas the results exceed those obtained by humans, as in for length and distance measurements, where measurement resolutions of less than 1 mm are not uncommon. The use of Computerized Vision has been expanding, especially in the last 10 years, associated with the development of microcomputers and the perception of the large practical use of technology, with an increase in the number of companies that work in this area, research and work for its development.

Descrição do Modelo de Utilidade PropostoProposed Utility Model Description

Esta patente de modelo de utilidade do "Equipamento de Visão Computadorizada para Posicionamento de Eletrodos Consumíveis",serefere à especificação de uma categoria única de equipamentos de visão computadorizada para o posicionamento de eletrodos consumíveis, que além de diversas técnicas e princípios genéricos, comuns ao processamento de imagens, como filtros para aumentar a relação sinal-ruído, ajustes dos níveis de cor e brilho das imagens, correção das distorções introduzidas pelas câmeras e ajuste dos fatores externos, relacionados ao posicionamento relativo entre as câmeras, utiliza como base os seguintes princípios, técnicas e configurações específicas:This utility model patent for "Consumable Electrode Positioning Computer Vision Equipment" refers to the specification of a unique category of consumable electrode positioning computer vision equipment which, in addition to a number of generic techniques and principles common to processing such as filters to increase the signal-to-noise ratio, adjusting the color and brightness levels of the images, correcting the distortions introduced by the cameras, and adjusting external factors related to the relative positioning between the cameras, is based on the following principles: specific techniques and configurations:

ESTEREOSCOPIA: Caracterizada pelo uso de um par de câmeras, com relação conhecida entre suas posições, com aquisição sincronizada de imagens para todas as cenas, formando uma configuração simples, pela qual é possível recuperar-se a profundidade real da cena. Também permitiráo aumento da confiabilidade de outras atividades através da confirmação de determinados parâmetros em ambas as imagens.STEREOSCOPY: Characterized by the use of a pair of cameras, with known relationship between their positions, with synchronized acquisition of images for all scenes, forming a simple configuration, by which it is possible to recover the real depth of the scene. It will also allow for increased reliability of other activities by confirming certain parameters in both images.

CORREÇÃO MÉTRICA DAS IMAGENS ATRAVÉS DE INVARIANTES EXTRÍNSECOS: Caracterizada pela inclusão nas cenas de objetos que facilitem a localização de pontos específicos com distâncias relativas conhecidas, permitindo extrair-se todas as informações necessárias para os ajustes da remoção do efeito de perspectiva e a definição de uma escala métrica apropriada às medições necessárias. Utilizando-se objetos que estejam preferencialmente de acordo com uma das imagens apresentadas nas figuras 1, 2 ou 3, podendo estas imagens estarem afixadas às ferramentas utilizadas para manipular os eletrodos, que sejam visíveis nas imagens obtidas.METRIC CORRECTION OF IMAGES THROUGH EXTRINSIC INVARIANTS: Characterized by the inclusion in object scenes that make it easy to locate specific points with known relative distances, allowing you to extract all the information necessary for adjusting perspective effect removal and defining a metric scale appropriate to the measurements required. Using objects that are preferably in accordance with one of the images shown in figures 1, 2 or 3, these images may be attached to the tools used to manipulate the electrodes, which are visible in the images obtained.

DETECÇÃO DA PRESENÇA DE DETERMINADOS TIPOS DE OBJETOS POR APROXIMAÇÃO DE SUAS CARACTERÍSTICAS VISUAIS: Caracterizada por uma avaliação estatística da probabilidade de que uma determinada área da imagem contenha o tipo de objeto definido, permitindo uma grande flexibilidade na operação, com um comportamento mais autônomo, onde o próprio equipamento reconhece a presença de determinado objeto e pode executar as atividades adequadas, com menor grau de intervenção do operador. O uso deste princípio pode permitir antecipar determinadas ações, melhorando a performance operacional do equipamento, e os seus resultados servem de base para diversas outras técnicas, como por exemplo a correção métrica, onde pode-se perceber que o objeto a ser incluído está presente na imagem e qual a sua localização, assim como pode-se saber se determinadas partes do eletrodo estão visíveis e qual a sua localização. A técnica preferencial para esta abordagem é a de classificadores de características em cascata baseados em transformadas de ondas.DETECTION OF THE PRESENCE OF CERTAIN TYPES OF OBJECTS BY APPROACHING THEIR VISUAL CHARACTERISTICS: Characterized by a statistical assessment of the likelihood that a certain area of the image will contain the defined object type, allowing for greater flexibility in operation with a more autonomous behavior where The equipment itself recognizes the presence of a particular object and can perform the appropriate activities with less operator intervention. The use of this principle may allow the anticipation of certain actions, improving the operational performance of the equipment, and its results are the basis for several other techniques, such as metric correction, where it can be seen that the object to be included is present in the equipment. image and where you are, as well as whether certain parts of the electrode are visible and where you are. The preferred technique for this approach is waveform-based cascade feature classifiers.

DETERMINAÇÃO DA LINHA DE CONTORNO DO CORPO FÍSICO DOS OBJETOS: Caracterizada pela determinação precisa dos pontos da imagem que se localizam nos limites físicos dos corpos dos objetos, em váriasdireções, permitindo delimitá-los. A implementação deste princípio exige a aplicação conjunta de diversas técnicas, como: Detecção de bordas, preferencialmente pelo método Canny, que identifica pontos que limitam regiões visuais, buscando o seu agrupamento em linhas (retas ou curvas);DETERMINATION OF OBJECT PHYSICAL BODY CONTOURING LINE: Characterized by the precise determination of the image points that are located in the physical limits of the object bodies, in various directions, allowing to delimit them. The implementation of this principle requires the application of several techniques, such as: Edge detection, preferably by the Canny method, which identifies points that limit visual regions, seeking their grouping into lines (straight or curved);

Extração e manipulação de contornos, que permitem a identificação, seleção e operação matemática sobre conjuntos de linhas extraídas das bordas detectadas; Reconstrução da profundidade real da cena, que permite selecionar os contornos apropriados na determinação dos limites dos objetos, considerando a sua proximidade nas três dimensões.Contour extraction and manipulation, which allows the identification, selection and mathematical operation of sets of lines extracted from the detected edges; Reconstruction of the actual depth of the scene, which allows to select the appropriate contours in determining the boundaries of the objects, considering their proximity to the three dimensions.

INTERPOLAÇÃO DAS COORDENADAS DE PONTOS DAS IMAGENS: Caracterizada pela determinação precisa da localização de pontos específicos da imagem, obtendo-se resultados com uma resolução superior à resolução nominal das câmeras utilizadas. Esta técnica utiliza características matemáticas conhecidas dos gradientes e das derivadas das intensidades luminosas para determinar com precisão pontos com valores extremos e de inflexão. A utilização desta técnica em conjunto com várias das técnicas e princípios citados anteriormente aprimora os resultados obtidos.INTERPOLATION OF IMAGE POINT COORDINATES: Characterized by the precise determination of the location of specific points of the image, obtaining results with a resolution higher than the nominal resolution of the cameras used. This technique uses known mathematical characteristics of gradients and light intensity derivatives to accurately determine points with extreme and inflection values. The use of this technique together with several of the techniques and principles mentioned above enhances the results obtained.

UTILIZAÇÃO DE CÂMERAS COLORIDAS: As câmeras utilizadas devem gerar imagens coloridas, preferencialmente com resolução de cor a partir de 8 bits por canal, disponibilizando assim todas as informações que podem ser colhidas por este tipo de sensor.USE OF COLOR CAMERAS: The cameras used should generate color images, preferably with color resolution from 8 bits per channel, thus providing all the information that can be collected by this type of sensor.

UTILIZAÇÃO EXCLUSIVA DE CÂMERAS COMO SENSORES: Caracterizada pela inexistência de outros sensores, como sensores de distância a laser e codificadores de deslocamento ou posição mecânica (Encoders). Esta característica simplifica tanto a instalação, como a manutenção do equipamento e é viabilizada em função da aplicação das técnicas, princípios e configurações citados anteriormente, que permitem a obtenção de resultados robustos e precisos, a partir do processamento das imagens, em todas as operações necessárias.EXCLUSIVE USE OF CAMERAS AS SENSORS: Characterized by the absence of other sensors, such as laser distance sensors and encoders. This feature simplifies both installation and maintenance of the equipment and is made possible by applying the techniques, principles and configurations mentioned above, which allow obtaining robust and accurate results from the processing of images in all necessary operations. .

UTILIZAÇÃO DAS IMAGENS COLHIDAS EM TEMPO REAL PELASCÂMERAS NA INTERAÇÃO COM O OPERADOR:USING REAL-TIME IMAGES COLLECTED BY THE CAMERA IN INTERACTION WITH THE OPERATOR:

Caracterizada por utilizar estas imagens como principal elemento da interação com o operador, permitindo adicionar, ou realçar, elementos e informações às imagens reais apresentadas, interferindo na percepção de aspectos específicos da cena e dispensando o operador de dividir a sua atenção entre o equipamento e a visão externa da cena durante as etapas críticas para o correto posicionamento do eletrodo, pois terá à sua disposição na tela do equipamento não só as informações relacionadas ao posicionamento, mas também uma visão geral da cena.Characterized by using these images as the main element of operator interaction, allowing to add or enhance elements and information to the actual images presented, interfering with the perception of specific aspects of the scene and dispensing the operator to divide his attention between the equipment and the external view of the scene during the critical steps for correct electrode placement, as it will have at your disposal on the equipment screen not only positioning information but also an overview of the scene.

Além das melhorias descritas, resultantes da aplicação dos princípios, técnicas e configurações citadas, resulta também uma simplificação física em todo o conjunto do equipamento, que facilita a sua aplicação em outras plataformas utilizadas para a troca e o posicionamento de eletrodos consumíveis, como por exemplo no caso de veículos industriais equipados com as ferramentas necessárias para estas operações, que são em geral menores e mais densos, em termos da concentração de ferramentas, do que os guindastes aéreos (pontes rolantes), o que dificulta a instalação dos equipamentos existentes, ou propostos, nestes veículos.In addition to the improvements described, resulting from the application of the principles, techniques and configurations mentioned, also results in a physical simplification in the whole equipment, which facilitates its application in other platforms used for the exchange and positioning of consumable electrodes, such as for industrial vehicles equipped with the tools required for these operations, which are generally smaller and denser in terms of tool concentration than overhead cranes (overhead cranes), which makes it difficult to install existing equipment, or proposed in these vehicles.

Entre as novas características disponibilizadas por este modelo de utilidade está a capacidade de registrar seqüências de cenas ocorridas durante a sua operação para análise posterior, produzindo vídeos que incorporarão o registro das operações do equipamento, aumentando quantitativa e qualitativamente as informações disponíveis para análise e solução de problemas, bem como para embasar melhorias do processo e da operação.Among the new features provided by this utility model is the ability to record sequences of scenes that occurred during its operation for further analysis, producing videos that will incorporate the record of equipment operations, quantitatively and qualitatively increasing the information available for analysis and solution. as well as to support process and operation improvements.

A composição física do equipamento está preferencialmente de acordo com a figura 4, onde temos os seguintes painéis, ou módulos:The physical composition of the equipment is preferably according to figure 4, where we have the following panels, or modules:

PAINEL DE DADOS: Painel que contém o par de câmeras;DATA PANEL: Panel containing the pair of cameras;

PAINEL DE CONTROLE: Painel que contém a unidade central de processamento e outros componentes do núcleo do sistema, podendo ainda o conteúdo deste módulo estar incorporado a um dos outros painéis, caso em que este painel não existirá;INTERFACE HOMEM MÁQUINA: Painel que contém os elementos necessários à interação com o operador, preferencialmente através de uma tela sensível ao toque e de um sonorizador.CONTROL PANEL: Panel containing the central processing unit and other core components of the system, and the contents of this module may also be incorporated into one of the other panels, in which case this panel will not exist MACHINE INTERFACE: Panel containing the elements necessary for operator interaction, preferably through a touchscreen and a sounder.

Este modelo de utilidade é o resultado de anos de atuação na área em questão e de um trabalho de pesquisa e desenvolvimento, com o objetivo de tornar prático e confiável o uso da visão computadorizada nos ambientes em que este equipamento deverá operar, gerando um equipamento mais simples, com menor número de componentes e mais fácil de ser instalado, operado e mantido do que os equipamentos existentes ou propostos.This utility model is the result of years of experience in the area in question and of research and development, with the aim of making practical and reliable the use of computer vision in the environments in which this equipment should operate, generating a more efficient equipment. simple, with fewer components and easier to install, operate and maintain than existing or proposed equipment.

Descrição dos desenhos da patente para "Equipamento de Visão Computadorizada para Posicionamento de Eletrodos Consumíveis"Patent Drawing Description for "Computer Vision Equipment for Consumable Electrode Positioning"

Figura 1: Aspecto visual de uma das alternativas preferenciais de imagens para os objetos a serem inseridos nas cenas.Figure 1: Visual aspect of one of the preferred image alternatives for objects to be inserted into scenes.

1 - Ângulos de 90°1 - 90 ° angles

Figura 2: Aspecto visual de uma das alternativas preferenciais de imagens para os objetos a serem inseridos nas cenas.Figure 2: Visual aspect of one of the preferred image alternatives for objects to be inserted into scenes.

1 - Ângulos de 90°1 - 90 ° angles

Figura 3: Aspecto visual de uma das alternativas preferenciais de imagens para os objetos a serem inseridos nas cenas.Figure 3: Visual aspect of one of the preferred image alternatives for objects to be inserted into scenes.

1 - Ângulos de 90°1 - 90 ° angles

Figura 4: Composição física preferencial do equipamento.Figure 4: Preferred physical composition of the equipment.

1 - Painel de dados1 - Data Dashboard

2 - Câmeras2 - Cameras

3 - Conexão digital das câmeras3 - Digital cameras connection

4 - Conexão da alimentação elétrica das câmeras4 - Connecting the cameras power supply

5 - Painel de controle5 - Control Panel

6 - Conexão de alimentação elétrica do equipamento6 - Equipment power supply connection

7 - Fonte de alimentação7 - Power Supply

8 - Conexão de alimentação elétrica da Unidade Central de Processamento (UCP)8 - Central Processing Unit (CPU) power supply connection

9 - UCP10 - Conexão de dados do modem de Rádio Freqüência (RF)9 - UCP10 - Radio Frequency (RF) Modem Data Connection

11 - Antena de RF11 - RF Antenna

12 - Conexão da antena de RF 13-Modem de RF12 - RF Antenna Connection 13-RF Modem

14 - Conexão de dados da Tela Sensível ao Toque (TST)14 - Touch Screen (TST) Data Connection

15 - Conexão de áudio do amplificador15 - Amplifier Audio Connection

16 -AmpIificador de áudio16 -Audio Amplifier

17 - Conexão de áudio do transdutor de áudio17 - Audio Transducer Audio Connection

18 - Conexão de alimentação elétrica do amplificador 10 19 - Conexão de alimentação elétrica da TST18 - Amplifier 10 Power Connection 19 - TST Power Connection

20 - Interface Homem Máquina (IHM)20 - Human Machine Interface (HMI)

21 - Transdutor de áudio21 - Audio Transducer

22 - TST22 - TST

Claims

CLAIM FRAMEWORK

1. - Computer Vision Equipment for Consumable Electrode Positioning "characterized by the use of two (2) cameras to sensing the exchange and positioning activities of consumable electrodes, arranged in such a way that, based on the relationship between the geometric planes under which they are formed. their images, which are associated with the surfaces of the image sensors used by the cameras, it is possible to establish mathematical relationships between: A) The locations of the corresponding points that form the two images referring to the same scene; their point of origin in the real world scene and the planes under which the images were formed.

2. "Consumable Electrode Positioning Computer Vision Equipment" according to claim 1, characterized by using cameras employing digital or analog techniques for forming images.

3. A "Computer Vision Equipment for Consumable Electrode Positioning" according to claim 1, characterized by using cameras that transmit the images obtained by digital means.

4. "Consumable Electrode Positioning Computer Vision Equipment" according to claim 1, characterized by using cameras that provide color images.

5. - "Consumable Electrode Positioning Computer Vision Equipment" is characterized by using cameras to sensing the activities of exchange and positioning of consumable electrodes, where the configuration of cameras or the relationship between the images used is referenced by any of the following terms: Related: A) Stereo; B) Stereoscopic; C) Stereoscopic D) Stereoscopy.

6. - "Computerized Vision Equipment for Consumable Electrode Positioning" characterized by using cameras to sensing the activities of consumable electrodes exchange and positioning, where the cameras used allow the synchronization of the formation of the images, so that it is possible to associate is a set of images taken at the same moment in time.

7. "Consumable Electrode Positioning Computer Vision Equipment" according to claim 6, characterized in that it utilizes processing techniques for recovering the depth of the scene by calculating the physical distance between the objects in the scene and the from the differences between the images taken at the same moment.

8. - "Consumable Electrode Positioning Computer Vision Equipment" characterized by using cameras for sensing consumable electrode exchange and positioning activities, where all measurements of dimensions, distances and positions related to these activities are performed exclusively through processing. of the images taken by the cameras.

9. - "Computerized Vision Equipment for Consumable Electrode Positioning" characterized by using cameras to sensing the activities of exchange and positioning of consumable electrodes, where objects with specific visual aspects are inserted in the scenes, with the purpose of allowing identification in their images, obtained from cameras, of at least 4 points that are not in a straight line and have known physical distances to each other.

10. "Consumable Electrode Positioning Computer Vision Equipment" according to claim -9, which employs processing techniques capable of determining the location of image points with a resolution higher than the nominal resolution with which the cameras operate; for the purpose of increasing the accuracy of the location of the object points.

11. "Consumable Electrode Positioning Computer Vision Equipment" according to claim 9, characterized by utilizing the information gathered from the images of the inserted object to reduce the amount or speed up the execution of processing operations. necessary for measurements of dimensions, distances and positions of other objects.

12. "Consumable Electrode Positioning Computer Vision Equipment" according to claim 9, characterized in that it uses one of the design alternatives shown in figures 1, 2 or 3 as a visual aspect of the object to be inserted into the scenes.

13. "Consumable Electrode Positioning Computer Vision Equipment" according to claim 9, characterized in that it uses the information gathered from the images of the inserted object to allow the adjustment of the shapes or of the value scales used. in measurements of dimensions, distances and positions of other objects.

14. - Computer Vision Equipment for Consumable Electrode Positioning "characterized by using cameras to sensing the exchange and positioning activities of consumable electrodes, employing processing techniques capable of evaluating the characteristics of regions of the harvested images and generating a degree of probability. that these regions contain a complete or partial view of specific objects or parts for the purpose of detecting presence in the scene or locating such object or part in the image.

15. - "Computer Vision Equipment for Consumable Electrode Positioning" according to claim 14, characterized by allowing the operation of the equipment with changes in the format of its images generated by the variation in the relative position of objects, or parts, in relation to cameras.

16. "Consumable Electrode Positioning Computer Vision Equipment" according to claim 14, characterized in that it allows operation of the equipment when some areas of the object body or part are not visible in the images.

17. - "Consumable Electrode Positioning Computer Vision Equipment" according to claim number - 14, characterized in that it permits the operation of the equipment when the object or part has changes in its appearance produced by factors related to its use. such as those caused by the deposition of substances used in the process, or those caused by minor deformations due to mechanical shocks or pressures.

18. - "Consumable Electrode Positioning Computer Vision Equipment" according to claim number - 14, characterized by using complementary image processing techniques, such as: Contour shape analysis; Texture analysis, color composition analysis; Other cascading classifiers for the purpose of increasing the reliability of detection or the location of objects or parts.

19. - "Consumable Electrode Positioning Computer Vision Equipment" characterized by using cameras to sensing consumable electrode exchange and positioning activities, employing image processing techniques capable of identifying points located at the edge of visually-characterized regions. to delimit or to identify the division between these regions.

20. "Consumable Electrode Positioning Computer Vision Equipment" according to claim 19, characterized in that it utilizes techniques for mathematically generating, grouping and operating sets of lines, regardless of their shapes, formed by the points identified at the limit. from visually distinct regions.

21. A "Computer Vision Equipment for Consumable Electrode Positioning" according to claim 19, characterized in that it employs processing techniques capable of determining the location of image points with a resolution higher than the nominal resolution with which the cameras operate. the purpose of increasing accuracy in determining object boundaries.

22. - "Computerized Vision Equipment for Consumable Electrode Positioning" characterized by using cameras to sensing the activities of consumable electrode exchange and positioning, presenting to the equipment operator the images obtained by the cameras in real time in sensing the activities.

23. Consumable Electrode Positioning Computer Vision Equipment "according to claim 22, characterized by including or enhancing elements in the images presented to the operator for the purpose of aggregating information or drawing attention to aspects thereof. related to equipment activities.

24. - "Computer Vision Equipment for Consumable Electrode Positioning" characterized by using cameras to sensing the activities of exchange and positioning of consumable electrodes, which generate a visual record through digital videos, excerpts, or completeness of activities. performed with the equipment.

25. - "Computerized Vision Equipment for Consumable Electrode Positioning" characterized by using cameras to sensing the activities of exchange and positioning of consumable electrodes, which keep stored the data collected during the execution of the activities, with the purpose of allowing to later audit the performing these activities, as well as allowing the reuse of the measurements and references collected, if necessary, for example, repositioning the electrodes.

26. "Consumable Electrode Positioning Computer Vision Equipment" according to claim 25, characterized by providing data communication mechanisms for the purpose of allowing equipment to which this utility model refers to share with others. Equipment The data stored on its activities, allowing other equipment, in addition to the one that performed a specific activity, can audit, or perform other activities that require this data, such as repositioning the electrodes.

27. - "Consumable Electrode Positioning Computer Vision Equipment" according to claim number -25, characterized by providing data communication mechanisms for the purpose of allowing equipment to which this utility model refers to share the data stored about its activities with 10 information systems, allowing the use of this data by other systems used in the industry.