Особенности работы машинного зрения как части компьютерного зрения в производстве
Идея, что машины способны видеть и действовать для нас, не нова. Это была научная фантастика на протяжении десятилетий, и теперь она стала реальностью.
Простыми словами, машинное зрение – эта инженерная система использующая существующие технологии, чтобы механически «видеть» шаги вдоль производственной линии. Это помогает производителям обнаруживать недостатки в своих продуктах перед их упаковкой, или, например, компании, занимающиеся дистрибуцией продуктов питания, обеспечивают правильную маркировку своих продуктов.
- Машинное зрение может применяться как в промышленном, так и в не промышленном секторе.
- Данный процесс работает через реализацию соответствующих аппаратных компонентов и программных решений
- Эта технология обычно использует CMOS-датчики, размещенные в промышленных камерах со специальной оптикой для получения изображений.
- Системы машинного зрения можно найти практически в каждом современном производственном процессе.
Почему используют машинное зрение?
- Это экономически выгодно и повышает производительность
- Машинное зрение минимизирует производственные затраты, постоянно улучшая качество продукции и повышая производительность.
- Эффективно и превосходит возможности человеческого глаза.
- Системы машинное зрения позволяют проверять сотни, даже тысячи деталей в минуту, а сделанные на заказ системы способны даже осматривать объекты, которые не видны человеческому глазу.
- Повышает безопасность работы.
- Меньшее участие персонала приводит к тому, что персонал получает повышенную защиту от опасных сред
- Снижение количества загрязняющих веществ, попадающих в стерильные условия.
- Системы зрения снижают загрязнение от деятельности человека в асептических средах.
- Более легкое отслеживание на протяжении всей вашей деятельности
- Производители лучше оснащены для отслеживания деталей и изделий на протяжении всего производственного процесса.
Начиная с развития компьютерного зрения, машинное зрение также прыгает в будущее. Если мы думаем о машинном зрении как о теле системы, компьютерное зрение – это сетчатка, зрительный нерв, мозг и центральная нервная система. Система машинного зрения использует камеру для просмотра изображения, алгоритмы компьютерного зрения затем обрабатывают и интерпретируют изображение, прежде чем дать указание другим компонентам системы воздействовать на эти данные.
Компьютерное зрение может использоваться отдельно, без необходимости быть частью большей системы машин. Но система машинного зрения не может работать без компьютера и специального программного обеспечения. Это выходит далеко за рамки обработки изображений. В терминах компьютерного зрения (CV) изображение не обязательно должно быть фотографией или видео; это может быть «изображение» от теплового или инфракрасного датчика, детекторов движения или других источников.
Компьютерное зрение все чаще может обрабатывать трехмерные и движущиеся изображения, в том числе непредсказуемые наблюдения, с которыми не могли справиться более ранние итерации такой технологии. Сложные операции обнаруживают всевозможные функции в изображении, анализируют их и предоставляют
обширную информацию об этих изображениях.
По мере развития компьютерного зрения потенциальные применения для машинного зрения увеличиваются в геометрической прогрессии. То, что когда-то было прерогативой тяжелой промышленности для определения простых двоичных действий, теперь появляется в тормозных системах автономных транспортных средств, сравнивает наши лица с нашими фотографиями на паспорте у ворот безопасности аэропорта и помогает роботам выполнять операции.
Как машинное зрение и компьютерное зрение работают вместе
Компьютерное зрение позволяет всем видам машин с компьютерным управлением работать более разумно и более безопасно. Компьютерное зрение помогает машинам работать лучше и разнообразнее, чем когда-либо прежде, от крупной фабричной и сельскохозяйственной техники, до крошечных беспилотников, которые могут распознавать человека и автоматически следовать за ним.
Достоинства машинного зрения давно известны в тяжелой промышленности для целей контроля. Камеры и компьютеры вместе могут захватывать и обрабатывать изображения гораздо точнее и быстрее, чем любой человек. При очень деликатном производстве производственных линий, например, при создании компонентов для кардиостимуляторов, ошибки не допускаются. Человеческие инспекторы просто слишком рискованны для таких подробных проверок, и, если сравнить человеческие ограничения с возможностями компьютерного глаза и мозга, легко понять, почему:
Человеку понадобилось бы десять лет, чтобы хотя бы посмотреть фотографии, загруженные на Snapchat за последний час
Многие современные производственные предприятия просто не могли оставаться конкурентоспособными без компьютерных инспекций машин в рамках своих процессов. Одним из наиболее распространенных применений является производство, упаковка и распределение продуктов питания.
Машинное зрение используется каждый день для уменьшения количества отходов в процессе сортировки пищевых продуктов, обеспечения того, чтобы оно было упаковано соответствующим образом для транспортировки и чтобы все этикетки были проверены.
Поскольку вся информация о пищевых этикетках должна содержаться в качестве юридического требования, человек просто не может осматривать многие тысячи маркированных предметов, которые типичная фабрика по производству упаковки производит каждый день.
Как выглядит типичная система машинного зрения
Со структурной точки зрения ниже приведены стандартные компоненты системы машинного зрения:
- Камера
- Освещение, чтобы гарантировать четкое изображение
- Объективы, производятся такими компаниями как kowa, Basler, Opto Engineering, vs technology
- Фрейм-граббер
- Компьютер и программное обеспечение для анализа и обработки изображений
- Сопоставление с образцом и другие алгоритмы могут использоваться в зависимости от природы анализируемых изображений
- Выходные компоненты: это может быть экран для представления данных плюс механические компоненты, такие как, например, роботизированная рука
Какое будущее у систем машинного и компьютерного зрения?
Уже существует так много возможностей для машинного видения будущего, и эти возможности расширяются почти ежедневно. По мере развития технологий, которые используются в системах визуализации, потенциал для новых приложений расширяется. Это отражается на росте сектора. Мы прогнозируем, что системы видения будут все больше создаваться для достижения желаемых результатов, а не существующие системы, адаптированные для новых целей.
Новые технологии появляются и совершенствуются все время. Это означает, что машинное зрение не только станет полезным для большего числа предприятий, но и означает, что создаваемые системы будут более гибкими и более ориентированными на конкретные потребности.
Со стороны компьютерного зрения глубокое обучение, облачные вычисления, более быстрые процессоры и программное обеспечение для интеграции данных открывают всевозможные возможности. Производственный цех сможет извлечь выгоду из машинного обучения, а затем поделиться производственными данными с более широким кругом специалистов.
Со стороны машин, разработки компонентов предлагают значительно улучшенное сырье, такое как большое разнообразие камер, которые можно использовать для создания очень специфических решений для захвата изображений, новые объективы, сложная робототехника и многое другое.
