I + D / Textiles inteligentes y soluciones TIC
Investigación y Desarrollo de un sistema automatizado de cuantificación de resultados en balística y comportamiento al fuego en tejidos textiles mediante la tecnología de visión artificial y alta velocidad (SPEED-VISION)
Fecha: 2010-2011
EXPEDIENTE: IMIDIC/2010/150
1. MOTIVACIONES POR LAS QUE SE REALIZA EL PROYECTO
La principal motivación por la que se ha realizado el presente proyecto, ha sido el continuo interés que presentan las empresas fabricantes de ropa de protección (EPIs) como chalecos, guantes, o trajes completos para la mejora y la obtención de una mayor información sobre sus prendas.
El Instituto Tecnológico Textil – AITEX como solicitante del presente proyecto, dispone de un banco de pruebas balístico muy versátil y totalmente automatizado, de manera que pueden realizarse ensayos según las más importantes normativas a nivel mundial, además de otros ensayos personalizados según las necesidades del cliente.
Del mismo modo que el Instituto Tecnológico Textil, dispone de un banco de pruebas balístico certificado por ENAC y además acreditado por la Dirección General de Armamento y Material como laboratorios de ensayos, también dispone, entre otros, de un Laboratorio de Comportamiento al Fuego. Este Laboratorio ofrece ensayos de diversos tipos de materiales con la finalidad de satisfacer las necesidades de la industria en el área de protección al fuego.
Por todo ello, desde hace años AITEX está llevando a cabo la realización de ensayos en el campo de la balística así como del comportamiento al fuego. Son muchos los clientes que cada día demandan ensayos más completos, con mayor información tanto cuantitativa como visual para poder apreciar con mayor claridad los resultados llevados a cabo. Por ello, tras detectar esta necesidad, AITEX ha llevado a cabo el presente proyecto de Investigación para investigar y posteriormente desarrollar un sistema automatizado de cuantificación de resultados obtenidos en balística, mediante el uso de la tecnología de visión artificial.
Con el objeto de mejorar y enriquecer la información disponible tras la realización de ensayos, es necesario disponer de información precisa sobre el vuelo del proyectil (bala y metralla), la parábola que esta describe, el movimiento de proyectil en el vuelo, los grados de inclinación en el momento del impacto y la parte del proyectil que impacta, el efecto sobre las fibras, la profundidad sobre el material, los daños que podría ocasionar, etc. Toda esta información permitirá tener una mejor comprensión sobre los procesos físicos involucrados en los ensayos balísticos, lo que permitirá mejorar la información facilitada tras los ensayos de material de protección, e incluso podrá servir de fuente de información para el diseño de nuevos materiales y sistemas de protección.
Por ello la realización del presente proyecto, para de esta forma poder llevar a cabo una investigación, un posterior desarrollo y finalmente poder mejorar y enriquecer la información que se presenta a los clientes y fabricantes de ropa de protección oficial con la finalidad de ofrecer mayor información y de esta forma aumentar la seguridad de cara a la confección de los textiles destinados a la fabricación de chalecos y prendas de protección.
2. OBJETIVOS.
El objetivo principal que se pretende alcanzar con la realización del presente proyecto, es investigar la aplicación de técnicas de visión artificial mediante alta velocidad en el campo de la balística exterior y balística terminal para de esta forma, desarrollar un sistema de medida automatizado, el cual sea capaz de estudiar y analizar el vuelo, trayectoria, impacto etc., que efectúa el proyectil antes de impactar sobre su objetivo, con la finalidad de mejorar y enriquecer la información disponible tras la realización de ensayos de materiales de protección, lo cual permitirá mejorar la información facilitada e incluso servirá de fuente de información para el desarrollo de nuevos materiales y equipos de protección.
Las cámaras de alta velocidad, cubren un amplio rango de aplicaciones. Siendo una herramienta muy útil para ensayos en investigación y desarrollo, medicina deportiva, análisis de problemas en líneas de producción, ensayos de impacto de proyectiles, análisis del comportamiento del fuego frente a diferentes fenómenos o materiales, I+D, etc. Por ello, que desde el Instituto Tecnológico Textil, haya surgido la necesidad de llevar a cabo nuevos proyectos de Investigación empleando para ello el uso de la Visión Artificial y la alta velocidad, dadas las grandes ventajas que puede ofrecer en el campo de la investigación.
3. RESULTADOS OBTENIDOS
Los resultados que se han obtenido tras la realización del presente proyecto han sido los siguientes:
Investigación y definición de las especificación técnicas
Se puede concluir un estudio realizado por las investigaciones llevadas a cabo tanto en balística como en el área de comportamiento al fuego. Las investigaciones realizadas, han permitido al personal investigador de AITEX poder acometer las tareas de análisis del proyectil tanto en vuelo como en el momento de impacto sobre el objetivo, determinando la velocidad de vuelo, rotaciones efectuadas en el vuelo, ángulos de penetración sobre el objetivo, etc.
Análisis de requerimientos
Se han definido y analizado los requerimientos necesarios para la realización de las pruebas de cara a la investigación tanto en la sala o banco de pruebas balístico, así como en el área de comportamiento al fuego. También ha sido de vital importancia analizar los requerimientos así como el equipamiento de visión artificial a emplear para el desarrollo del proyecto. Desarrollo de sistemas de adquisición de imágenes para balística exterior
Además se ha desarrollado un sistema de adquisición de imágenes para balística. Para el desarrollo del sistema, se ha contado con la colaboración conjunta de algunas empresas especializadas en sistemas informáticos así como en sistemas de visión artificial. Para el montaje del sistema de adquisición de imágenes, han entrado en juego muchos factores y variables, pues para que todo funcionase correctamente debían de estar correctamente sincronizados todos los dispositivos.
Desarrollo de algoritmos de disparo por software para el control de cámaras de alta velocidad
Se han implementado una serie de controles y algoritmos para adecuar la correcta sincronización entre el disparador y la cámara de alta velocidad, pues es de vital importancia que ambos dispositivos tengan los relojes internos de tiempo inicializados al mismo tiempo.
Desarrollo de software de captura, almacenamiento y sistemas de búsqueda de información en grandes colecciones de imágenes
Se ha llevado a cabo el desarrollo de diferentes herramientas de gestión de imágenes, captura de las mismas y tratamiento, pues es necesario poder gestionar toda la información adquirida así como tratarla para poder extraer la mayor información de la misma.
Desarrollo de pruebas finales en balística y área de comportamiento al fuego
Para la validación de la investigación llevada a cabo así como la validación y el testo de las herramientas desarrolladas, ha sido necesario llevar a cabo una gran cantidad de ensayos y pruebas tanto en balística como en comportamiento al fuego realizando para ello todas las posibles combinaciones tanto de materiales como de parámetros a cuantificar, con la finalidad de validar los resultados obtenidos hasta la fecha.
Conclusiones finales y resultados
Finalmente y como conclusiones obtenidas, se dispone de un sistema automatizado de captación de imágenes a emplear tanto en balística como en el área de comportamiento al fuego, el cual es capaz de generar una serie de informes de gran valor añadido a las empresas dada la información que muestra, tanto visual como de cuantificación de datos.
Difusión de los resultados
Los resultados obtenidos en esta fase del proyecto, han sido los de llevar a cabo la difusión de los resultados alcanzados durante esta primera anualidad del proyecto. Para ello, se ha elaborado una plataforma web de comunicación, se ha realizado difusión en revistas tanto especializadas como en la revista de AITEX la cual se envía a todos los clientes y socios del Instituto, se han realizado poster de divulgación, trípticos, se han publicado noticias en plataformas de comunicación como el directorio de empresas www.textil.org y www.aitex.es, entre otras acciones llevadas a cabo.
