Desarrollo de un sistema embebido en FPGA para la detección de defectos en la fabricación de baldosas

• Autores: Medina, Tomás Ariel
• Año de publicación: 2021
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis de grado
• Colaborador/a o director/a de tesis: Leiva, Lucas; Vázquez, Martín
• Materia: Control de calidad; Baldosas; Machine Visión; Software; FPGAs; SoC FPGAs; Procesamiento de imágenes; Ingeniería de sistemas; Desarrollo del software; Fabricación de baldosas; Algoritmos de detección de defectos
• Institución: Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires

El control de calidad es una parte fundamental del proceso de fabricación. En esta etapa se asegura que los productos cumplen con requerimientos determinados para continuar su fabricación o que están listos para ser comercializados. La fabricación de baldosas de textura aleatoria no es una excepción, ya que implica una inspección visual para determinar si existen defectos en su forma o superficie que provoquen que no cumplan con los estándares de calidad impuestos por el fabricante. En ocasiones, dicha inspección es realizada por personas, quienes deben soportar condiciones perjudiciales para la salud, como la exposición constante a altos niveles de ruido, altas temperaturas, además de que el simple hecho de estar presente para visualizar los productos puede provocar accidentes de distinta gravedad. Por otro lado, al ser ejecutadas por humanos, la calidad de detección de defectos está sujeta a la subjetividad y experiencia de los operarios que la realicen, y debido a que es una tarea repetitiva, la fatiga también afecta a esta inspección. Como manera de suplantar a las personas en estas tareas, existen las soluciones de visión computacional para automatizar este trabajo. Para la implementación de estos tipos de sistemas en la fabricación de baldosas, se pueden emplear dispositivos ya preparados para realizar tareas de Machine Visión, pero este tipo de productos son de un muy alto costo, lo que puede ser un impedimento para las industrias de la región. También se puede realizar la implementación propia de un sistema de este tipo, para lo que hay que tener en cuenta la plataforma sobre la que se va a trabajar. Una opción es utilizar una solución basada en software. Por otro lado, existen plataformas que se apoyan en el procesamiento por hardware, entre las que se destacan las que emplean FPGAs debido a su muy alto rendimiento en procesamiento de imágenes (muy útil en el caso de aplicaciones de tiempo real) por su paralelismo inherente, su tamaño reducido, su bajo consumo de energía, entre otras ventajas. Como una solución híbrida, existen los SoC FPGA que brindan la posibilidad de procesar por hardware y por software a la vez, por lo que son plataformas muy flexibles a la hora de implementar este tipo de sistemas y se han vuelto muy populares en la industria. Sin embargo, pese a sus ventajas, el desarrollo para FPGAs y SoC FPGAs no siempre resultaba sencillo para este tipo de aplicaciones debido al bajo nivel de abstracción de los lenguajes con los que se configuran. Por esta razón, los principales fabricantes de estas plataformas comenzaron a ofrecer herramientas de desarrollo a partir de código de alto nivel para realizar la llamada Síntesis de Alto Nivel (High-Level Synthesis), junto con bibliotecas para el procesamiento de determinados tipos de datos, entre las que existen bibliotecas específicas para el procesamiento de imágenes. Párrafo extraído de la tesis de grado a modo de resumen.
Fil: Medina, Tomás Ariel. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas; Argentina.
Fil: Leiva, Lucas. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas; Argentina.
Fil: Vázquez, Martín. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas; Argentina.