Diseño y programación de un sistema de visión artificial para la captura y procesamiento de las líneas de flujo de un flujo laminar.

Abstract

En este documento se presenta el diseño, implementación y validación de un sistema de visión computacional para observar y procesar las líneas de flujo producidas por el modelo de un impulsor para un Dispositivo de Asistencia Ventricular en el Laboratorio de Inteligencia Artificial para las Ciencias Naturales del Instituto Tecnológico de Costa Rica. Este proyecto formó parte de una etapa previa para la validación de modelos de impulsores propuestos para el desarrollo de un Dispositivo de Asistencia Cardiaca y posteriores pruebas in vivo de esta línea de investigación. El desarrollo implicó un diseño en conjunto con el Laboratorio de Simulaciones para la Bioingeniería, en el cual se implementó el sistema de visión artificial con equipo de la marca Cognex. El procesamiento de las imágenes se Bas ‘o en algoritmos de detección de bordes, líneas y patrones, así como umbralización, semiumbralización y filtros para incrementar el contraste. Se obtuvo una herramienta para la captura, procesamiento, almacenamiento y estudio de imágenes que muestran el comportamiento del flujo producido por el impulsor de eje central. A través de una evaluación de aproximadamente el 1 % de los resultados obtenidos, se comprobó que el sistema funciona adecuadamente para el estudio del comportamiento del flujo en una sección del tubo de la planta construida, con una tasa de aprobación mayor al 90 % para todas las imágenes al extrapolar los resultados de la muestra poblacional evaluada.

This document presents the design, implementation, and validation of a computational vision system for observing and processing the flow lines produced by the impeller’s design for a Ventrilocuar Assistance Device at the Tecnológico de Costa Rica’s Artificial Inteligence and Natural Sciences Laboratory. This project formed part of one of the previous stages for the validation of the impeller models proposed for a Cardiac Assistance Device and for poserior in vivo testings in this investigation line. The development implied a joint design with the Simulation for Bioengineering Laboratory, in which the artificial vision system with Cognex brand equipment was implemented. The images processing was based on edges, lines and pattern detection algorithms, as well as, umbralization, semiumbralization and contrast enhancement filters. A tool for capture, processing, storage, and study of images that show the behaviour of the flow produced by the central axis impeller was obtained. Throughout the evaluation of aproximatelly the 1% of the obtained results, was verified that the system properly works for the study of the flow’s behaviour in a section of the constructed plant’s tube, with an approval rate higher than 90% for all the images when extrapolating the results of the evaluated population sample.