<p dir="ltr">A fluid extraction device designed to extract bands of fluid from an ultracentrifuged vial was developed. To do this, a computer vision system was developed to scan the vial and detect the bands and calculate their positions. The computer vision was performed using a TSL1401 DB linescan camera. The vial was scanned by moving the vial vertically in front of the camera using a stepper motor driven linear stage. Pixel data from the line scan camera was analysed to find the edges of each band. This was done by analyzing the first and second derivatives of smoothed pixel data. When the second derivative was 0 and the first derivative was greater than a threshold value, a band edge was detected. Needles were connected to linear actuators and were used to puncture the vials at the desired band's position. After puncturing the vial, fluid was extracted from the vials using a peristaltic pump and placed in a reservoir. Several control architectures were tested an used to control the system. The final control architecture used a LattePanda miniPC to control the system. Several iterations of the fluid extraction device were also created, with the final iteration meeting all the requirements for the device.</p>

Cílem této diplomové práce je automatizace detekce vad ve vláknitých materiálech. Firma SILON se již přes padesát let zabývá výrobou jemné vaty z recyklovaných PET lahví. Tato vata se následně používá ve stavebnictví, automobilovém průmyslu, ale nejčastěji v dámských hygienických potřebách a dětských plenách. Cílem firmy je produkovat co nejkvalitnější výrobek a proto je každá dávka testována v laboratoři s několika přísnými kritérii. Jednám z testů je i množství vadných vláken, jako jsou zacuchané smotky vláken, nebo nevydloužená vlákna, která jsou tvrdá a snadno se lámou. Navrhovaný systém sestává ze snímací lavice fungující jako scanner, která nasnímá vzorek vláken, který byl vložen mezi dvě skleněné desky. Byla provedena série testů s různým osvětlením, která ověřovala vlastnosti Rhodaminu, který se používá právě na rozlišení defektů od ostatních vláken. Tyto defekty mají zpravidla jinou molekulární strukturu, na kterou se barvivo chytá lépe. Protože je Rhodamin fluorescenční barvivo, je možné ho například pod UV světlem snáze rozeznat. Tento postup je využíván při manuální detekci. Při snímání kamerou je možno si vypomoci filtrem na kameře, který odfiltruje excitační světlo a propustí pouze světlo vyzářené Rhodaminem. Součástí výroby skeneru byla i tvorba ovládacího programu. Byla vytvořena vlastní knihovna pro ovládání motoru a byla upravena knihovna pro kameru. Oba systém pak bylo možno ovládat pomocí jednotného GUI, které zajišťovalo pořizování snímku celé desky. Pomocí skeneru byla nasnímána řada snímků, které bylo třeba anotovat, aby bylo možné naučit počítač rozlišovat defekty. Anotace proběhla na pixelové úrovni; každý defekt byl označen v grafickém editoru ve speciální vrstvě. Pro rozlišování byla použita umělá neuronová síť, která funguje na principu konvolucí. Tento typ sítě je navíc plně konvoluční, takže výstupem sítě je obraz, který by měl označit na tom původním vadné pixely. Výsledky naučené sítě jsou v práci prezentovány a diskutovány. Síť byla schopna se naučit rozeznávat většinu defektů a spolehlivě je umí rozeznat a segmentovat. Potíže má v současné době s detekcí rozmazaných defektů na krajích zorného pole a s defekty, jejichž hranice není tolik zřetelná na vstupních obrazech. Nutno zmínit, že zákazník má zájem o kompletní řešení scanneru i s detekčním softwarem a vývoj tohoto zařízení bude pokračovat i po závěru této diplomové práce.