Sistema inteligente de inspeção visual com microcontrolador e Python aplicado à qualidade de recipientes de vidro

Abstract

No contexto da Indústria 4.0 e da automação de processos de manufatura, a inspeção visual automatizada desempenha um papel crítico na garantia da qualidade. Este trabalho apresenta o desenvolvimento e a validação experimental de um sistema mecatrônico de baixo custo para inspeção não destrutiva de recipientes de vidro, integrando hardware de prototipagem e visão computacional clássica. A arquitetura do sistema baseia-se em uma topologia mestre-escravo, onde um microcontrolador (plataforma Arduino) gerencia o acionamento da esteira transportadora e o trigger de captura via sensoriamento ultrassônico, enquanto o processamento de imagem é executado em ambiente Python/OpenCV. O pipeline de processamento de imagem implementa uma abordagem híbrida de verificação: para a análise cromática, utiliza-se a correlação de histogramas no espaço de cor RGB; para a análise morfológica, desenvolveu-se um algoritmo baseado na detecção de bordas via operador Canny, precedido por equalização adaptativa de histograma (CLAHE) e filtragem bilateral para redução de ruído. A validação geométrica ocorre através da extração de contornos e verificação de intersecção com vetores de referência pré-definidos. A comunicação entre os módulos é realizada via protocolo Serial (UART), estabelecendo uma malha de controle em tempo real para a segregação automática de itens defeituosos. Os resultados experimentais demonstraram que a aplicação de filtros de pré-processamento e a lógica de contornos conferiram ao sistema robustez superior a variações de iluminação em comparação a métodos simples de subtração de fundo, validando a viabilidade técnica da solução proposta para aplicações de controle de qualidade.