Lazer kesim makineleri için görüntü işleme uygulamaları
Image processing applications for laser cutting machines
Yazar: İSMAİL PINAR
Danışman: PROF. DR. AYDIN AKAN
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2014
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: Görüntü işleme = Image processing ; Görüntü işleme algoritmaları = Image processing algorithms

Özet:
Laser teknolojisindeki son gelişmeler uygulama alanlarını arttırmıştır. Üretimde kaynak, kesme ve delme işlemlerrinde en yaygın uygulama alanına sahiptir. Lazerin üretim süreçlerinde kullanılması otomasyonunun kolay entegre edilmesini sağlamakta ve üretim hatalarını azaltmaktadır. Lazer kullanan tezgâhlarla 24 saat üretim yapılabilmekte ve seri üretimi hızlandırdığından maliyet de azalmaktadır. Bu çalışmada seri üretimin daha da hızlandırılması için zaman kayıplarını en aza indirilmesi amaçlanmaktadır.  
Makinelerin kesim işlemine başlamasından önce sacın köşe noktasını referans olarak tanıtmak gerekir. Bu referans noktasını şimdiki kullanılan sistemlerde iki farklı şekilde bulunmaktadır. İlk olarak otomatik sistem kullanılır. Bu sistem makinenin lazer kafasının bütün makinenin etrafını dolaşarak kenarları bulmasından ve daha sonra köşe noktasının hesaplamasından meydana gelmektedir. İkinci olarak manuel sistem kullanılır. Bu sistemde ise operatör kesim kafasını düşük hızda el ile köşeye doğru hareket ettirir.  Bu yöntemler bir hayli zaman alıcı yöntemlerdir. Bir kesimde yaklaşık 50-60 saniye kayıp meydana gelmektedir. Bu da günde 1200 kesim yapan bir makinenin yaklaşık 2 saat zaman kaybına neden olmaktadır. Bu soruna görüntü işleme uygulamaları ile bir çözüm getirmek hedeflenmiştir.
Tezde kesilecek metalin köşesini bulabilmek için Hough Tekniği, Harris Tekniği ve Yönlendirilebilir Filtre Tekniği olmak üzere üç farklı algoritma geliştirilmiştir. Bu algoritmalardan elde edilen sonuçlar neticesinde Hough teoreminin Harris Teoremine oranla daha başarılı olduğu, en kötü sonuçların Yönlendirilebilir Filtre – Harris yönteminde alındığı belirlenmiştir. Çalışmada birçok bozucu etkiye rastlanmıştır. Işığın fotoğraf çekimlerini etkilemesinden dolayı, görüntülerde kısmen bozulma meydana gelmiştir. Bu yüzden Harris Tekniği kullanılarak birçok resimde köşe doğru bulunamamıştır. Fakat Yönlendirilebilir Filtre – Hough dönüşümü testlerinin tamamı başarılıdır. Elde edilen bulgular sonuçlar kısmında detayları ile anlatılacaktır.

Anahtar Kelimeler: Görüntü İşleme, Köşe Bulma, Hough Dönüşümü, Harris Dönüşümü, Yönlendirilebilir Filtreler

Abstract:
Recent developments in laser technology increased the number of application fields. In manufacturing welding, cutting and hole cutting have the most common application areas. Using laser in manufacturing processes makes the automation to integrate easy and reduces the flaws. Machines that uses laser can produce 24 hours a day and speeds up the mass production that leads to lower costs. In this study, it is intented to speed up the mass production by reducing the time losses.
Before starting to cut a metal sheet, the corner of it should be defined as a reference point. This reference point is defined with two different methods by conventional systems. The first method is automatic. In this method the cutting head moves along the machine sides to find the corners to calculate the reference point. The second one is manual. In this method machine operator moves the head in low speed manually to the corner. This methods are quite time consuming. In one cutting process almost 50-60 seconds are lost. This leads to 2 hours of lost for a machine that cuts 1200 pieces per a day. It is intented to solve this problem with the help of image processing applications.
In this study three algorithms are applied to find the corner. These are Hough Technique, Haaris Technique and Steerable Filter Technique. Results show that Hough Technique is more successful than Harris Technique and Steerable Filter – Harris Technique is the worst to find the corner. In this study there are many disturbance effects are found. Because of light effecting the photo shoots, images are distorted partially. Therefore, using Harris Technique the corner can not be found from most of the images. However, using Steerable Filter – Hough Tachnique all of the corner points are found accurately. Details are explained in the results section.

Keywords: Image Processing, Corner Detection, Hough Transform, Harris Transform, Steerable Filters