मशीन विज़न प्रौद्योगिकी की कठिनाइयाँ और बाजार विश्लेषण

मशीन विज़न एक ऐसी नई प्रौद्योगिकी है जो कुछ सालों से विकसित हुई है। यह ऑप्टिकल, मेकेनिकल और इलेक्ट्रिकल अभियांत्रिकी के साधनों का उपयोग करती है ताकि मशीन को दृष्टि का कार्य करने की क्षमता मिल सके। जांच के क्षेत्र में मशीन विज़न को शामिल करके कई स्थितियों में ऑनलाइन उच्च-शुद्धता और उच्च-गति का मापन संभव हो सकता है। एक साथ, मशीन विज़न परीक्षण प्रौद्योगिकी का सिद्धांत धीरे-धीरे विकसित हुआ है।

मशीन विज़न क्या है?

मशीन विज़न, संक्षेप में, मशीनों का उपयोग मनुष्य की आँखों के स्थान पर मापन और निर्णय करने के लिए किया जाता है। इसमें मुख्य रूप से कंप्यूटर का उपयोग किया जाता है ताकि मानवीय दृष्टि कार्य का सिमुलेशन किया जा सके, वस्तुओं के चित्र से जानकारी निकाली जा सके, इसे प्रसंस्कृत किया जा सके और समझा जा सके, और अंततः वास्तविक परीक्षण, मापन और नियंत्रण के लिए इस्तेमाल किया जा सके। मशीन विज़न की सामान्य व्यवस्था पाँच भागों से मिली होती है: प्रकाश, लेंस, कैमरा, चित्र अधिग्रहण कार्ड और विज़न प्रोसेसर।

इससे प्राप्त प्रौद्योगिकी मशीन विज़न प्रौद्योगिकी है, जो कृत्रिम बुद्धिमत्ता, न्यूरोबायोलॉजी, साइकोफिजिक्स, कंप्यूटर विज्ञान, छवि प्रोसेसिंग, पैटर्न रेकॉग्निशन और कई अन्य क्षेत्रों से संबंधित एक बहुशास्त्रीय विषय है। मशीन विज़न प्रौद्योगिकी का अभिलेखन तेजी, बड़ी मात्रा में जानकारी और बहुमुखीयता है।

मशीन विज़न का विकास

मशीन विज़न का अनुसंधान 1960 के मध्य में अमेरिकी विद्वान L.R. Roberts द्वारा प्रारंभ हुआ, जिसने पोलीहेड्रॉन्स से बने इमारत ब्लॉक विश्व को समझने पर काम किया। उस समय के उपयोग की तकनीकें, जैसे कि प्रीप्रोसेसिंग, किनारे कشف, कनटूर लाइन कन्स्ट्रक्शन, ऑब्जेक्ट मॉडलिंग और मैचिंग, मशीन विज़न में लागू की गई हैं। 1970 के दशक में, मशीन विज़न कई महत्वपूर्ण अनुसंधान शाखाओं को बनाया: ① लक्ष्य निर्देशन के लिए छवि प्रोसेसिंग; ② छवि प्रोसेसिंग और विश्लेषण के समानांतर एल्गोरिथ्म; ③ 2D छवियों से 3D जानकारी की निकास; ④ अनुक्रमिक छवियों का विश्लेषण और गति पैरामीटर्स का मूल्यांकन; ⑤ दृश्य ज्ञान का प्रतिनिधित्व; ⑥ दृश्य प्रणाली का ज्ञान आधार।

मशीन विज़न प्रौद्योगिकी डिज़ाइन में क्या कठिनाइयाँ हैं?

पहला: प्रकाशन की स्थिरता

औद्योगिक दृश्य अनुप्रयोगों को आमतौर पर चार श्रेणियों में विभाजित किया जाता है: स्थिति-निर्धारण, मापन, पत्रण और पहचान। इनमें से, मापन में प्रकाशन की सबसे अधिक स्थिरता की आवश्यकता होती है। जब तक प्रकाशन 10-20% बदल जाए, मापन का परिणाम 1-2 पिक्सल स्थानांतरित हो सकता है। यह सॉफ्टवेयर की समस्या नहीं है, बल्कि प्रकाशन का बदलाव है, जो छवि पर किनारों की स्थिति को बदल देता है, और फिर भी सबसे शक्तिशाली सॉफ्टवेयर इसे हल नहीं कर सकता। समस्या को हल करने के लिए, हमें प्रणाली डिज़ाइन के दृष्टिकोण से घेरा हुआ प्रकाश का बाधा दूर करना चाहिए और सक्रिय प्रकाशन स्रोत की रोशनी की स्थिरता का यकीन करना चाहिए। बेशक, हार्डवेयर कैमरे की विभेदन क्षमता का सुधार भी सटीकता में सुधार करने और पर्यावरणीय बाधाओं को प्रतिरोध करने का एक तरीका है। उदाहरण के लिए, पिछले कैमरे का संगत अंतरिक्ष आकार प्रति पिक्सल 10 माइक्रोमीटर था, लेकिन विभेदन क्षमता को बढ़ाकर इसे 5 माइक्रोमीटर कर दिया गया। सटीकता लगभग दोगुनी हो सकती है, और पर्यावरण पर प्रतिक्रिया स्वतः बढ़ जाती है।

दूसरा, कार्य पiece स्थिति की असंगति

आम तौर पर, मापन परियोजना का पहला कदम, चाहे वह ऑफ़लाइन परीक्षण हो या ऑनलाइन परीक्षण, जब तक यह पूरी तरह से स्वचालित परीक्षण उपकरण है, पहला कदम लक्ष्य खोजना है। हर बार मापने योग्य वस्तु शूटिंग क्षेत्र में दिखाई देती है, यह जानना आवश्यक है कि मापने योग्य वस्तु कहाँ है। भले ही आप कुछ मैकेनिकल फिक्सचर्स का उपयोग करें, यह निश्चित नहीं कर सकता है कि मापने योग्य लक्ष्य हर बार समान स्थिति में दिखाई देगा। इसके लिए स्थिति फ़ंक्शन का उपयोग करना आवश्यक है। यदि स्थिति ठीक से नहीं होती है, तो मापने के उपकरण की स्थिति गलत हो सकती है, और मापने के परिणामों में बड़ी विचलन हो सकती है।

तीसरा: कैलिब्रेशन

सामान्यतः, उच्च-शुद्धता मापन में निम्नलिखित कैलिब्रेशन की आवश्यकता होती है: 1) ऑप्टिकल विकृति कैलिब्रेशन (यदि आप सॉफ्टवेयर लेंस का उपयोग नहीं कर रहे हैं, तो आमतौर पर कैलिब्रेशन की आवश्यकता होती है), और (2) प्रोजेक्शन विकृति कैलिब्रेशन, अर्थात् स्थापना स्थान त्रुटि द्वारा प्रतिनिधित चित्र विकृति संशोधन, और तीन वस्तु चित्र अंतरिक्ष की कैलिब्रेशन, जिसका अर्थ है प्रत्येक पिक्सेल के लिए संबंधित वस्तु अंतरिक्ष आकार की गणना।

हालांकि, वर्तमान कैलिब्रेशन एल्गोरिदम समतल कैलिब्रेशन पर आधारित हैं। यदि मापनी या भौतिक वस्तु समतल नहीं है, तो कुछ विशेष एल्गोरिदम की आवश्यकता होगी कैलिब्रेशन के लिए, जो सामान्य कैलिब्रेशन एल्गोरिदम द्वारा हल नहीं किए जा सकते हैं।

इसके अलावा, कैलिब्रेशन बोर्ड का उपयोग करना सुविधाजनक नहीं है, इसलिए कुछ कैलिब्रेशन विधियों को डिज़ाइन करना पड़ता है, इसलिए कैलिब्रेशन को सॉफ्टवेयर में उपलब्ध कैलिब्रेशन एल्गोरिदम द्वारा हल नहीं किया जा सकता है।

चौथा: वस्तु की गति

अगर मापने का ऑब्जेक्ट स्थिर नहीं है, बल्कि गति में है, तो मोशन ब्लर की छवि की सटीकता को ध्यान में रखना चाहिए (ब्लर पिक्सल = ऑब्जेक्ट की गति * कैमरा का एक्सपोजर समय), जो सॉफ़्टवेयर द्वारा सुलझाया नहीं जा सकता।

पाँचवीं, सॉफ़्टवेयर की मापदंड सटीकता

मापने के अनुप्रयोग में, सॉफ़्टवेयर की सटीकता को केवल 1/2-1/4 पिक्सल के रूप में माना जा सकता है, और 1/2 का उपयोग करना बेहतर है, इसके बजाय 1/10-1/30 पिक्सल के रूप में स्थिति अनुप्रयोगों के लिए, क्योंकि सॉफ़्टवेयर छवि से बहुत कम विशेष बिंदुओं को निकाल सकता है।

चीन में विकास और अनुप्रयोग

विशेषज्ञों का मानना है कि मशीन विज़न का प्रारंभिक विकास अधिकांशतः यूरोप, अमेरिका और जापान में केंद्रित था। वैश्विक उत्पादन केंद्र के चीन में स्थानांतरण के साथ, चीनी मशीन विज़न बाजार उत्तरी अमेरिका, यूरोप और जापान के बाद अंतरराष्ट्रीय मशीन विज़न निर्माताओं के लिए महत्वपूर्ण लक्ष्य बाजार बन गया है। चीन में, मशीन विज़न का उपयोग 1980 के दशक में प्रौद्योगिकी के परिचय से शुरू हुआ। अर्धचालक और इलेक्ट्रॉनिक उद्योग मशीन विज़न के उपयोग के पहले उद्योगों में से एक है, जिनमें से अधिकांश PCB प्रिंटेड सर्किट एसेंबली, घटक निर्माण, अर्धचालक और इंटीग्रेटेड सर्किट उपकरणों पर केंद्रित हैं। इस उद्योग में मशीन विज़न के उपयोग और प्रसार के माध्यम से इलेक्ट्रॉनिक उत्पादों की गुणवत्ता और उत्पादन क्षमता में सुधार करने में महत्वपूर्ण भूमिका है।

वर्तमान में, चीन विश्व के मशीन विज़न विकास के सबसे सक्रिय क्षेत्रों में से एक बन गया है, जो राष्ट्रीय अर्थव्यवस्था के लगभग सभी क्षेत्रों को कवर करता है, जिसमें निम्नलिखित शामिल हैं: उद्योग, कृषि, चिकित्सा, सैन्य, अंतरिक्ष यात्रा, प्राकृतिक परिवर्तन, तारांश, सार्वजनिक सुरक्षा, परिवहन, सुरक्षा, वैज्ञानिक अनुसंधान और अन्य क्षेत्र। उद्योग क्षेत्र मशीन विज़न अनुप्रयोग का सबसे बड़ा अनुपात वाला क्षेत्र है। महत्वपूर्ण कारण यह है कि चीन ने वैश्विक विनिर्माण उद्योग का प्रोसेसिंग केंद्र बन लिया है। अंग प्रोसेसिंग की उच्च मांग और इसके संबंधित उन्नत उत्पादन लाइन के साथ, कई अंतर्राष्ट्रीय उन्नत स्तर के मशीन विज़न प्रणाली और अनुभव भी चीन में प्रवेश कर गए हैं।

निम्नलिखित कुछ अनुप्रयोगों का संक्षिप्त परिचय दिया गया है:

1. भोजन सुरक्षा निगरानी

उत्पादन और उत्पाद गुणवत्ता जांच की प्रक्रिया में, कभी-कभी कर्मचारियों को उत्पादन प्रक्रिया में त्रुटियों और छूट को देखना, पहचानना और पता लगाना पड़ता है। चाहे किसी व्यक्ति का जिम्मेदारी और ध्यान का स्तर कितना मजबूत हो, वह थक सकता है, अलगावपूर्ण हो सकता है और विचलित हो सकता है, जिससे खराब उत्पाद बाजार में पहुंच जाएं।

मशीन विज़न का भोजन जांच में उपयोग

2. निर्माण

विनिर्माण उद्योग में प्रतिस्पर्धा मजबूत हो रही है, लागत के दबाव ने इसे उत्पादन दक्षता पर ध्यान देने को मजबूर किया है, गुणवत्ता मशीन विज्ञान प्रौद्योगिकी के अनुप्रयोग को बढ़ावा देगी। उत्पादन दक्षता में सुधार करने और मजदूरी की लागत कम करने के लिए, औद्योगिक उत्पादन और प्रबंधन में कुछ हाथ से किए जाने वाले कार्य धीरे-धीरे मशीनों से प्रतिस्थापित हो रहे हैं। मशीन विज्ञान प्रणाली का विशेष गुण उत्पादन की लचीलापन और स्वचालन को बढ़ाना है। कुछ खतरनाक कार्य क्षेत्रों में, जहाँ हाथ से काम करना उपयुक्त नहीं है या जहाँ मानवीय दृष्टि की मांगों को पूरा करना मुश्किल है, मशीन विज्ञान का उपयोग मानवीय दृष्टि को प्रतिस्थापित करने के लिए किया जाता है; साथ ही, बड़े पैमाने पर औद्योगिक उत्पादन की प्रक्रिया में, उत्पाद की गुणवत्ता की जांच की दक्षता मानवीय दृष्टि की तुलना में कम है और सटीकता भी उच्च नहीं है, मशीन विज्ञान की जांच विधि उत्पादन दक्षता और उत्पादन के स्वचालन के स्तर को बहुत बढ़ा सकती है। इसके अलावा, मशीन विज्ञान सूचना समायोजन को आसानी से प्राप्त कर सकती है, जो कंप्यूटर समाकलित विनिर्माण की मूलभूत प्रौद्योगिकी है।

उसी समय, मशीन विज़न प्रौद्योगिकी सुपर मानक धुएंगिंज और फेकल मामलों में भी काम कर सकती है। मशीन विज़न का उपयोग करके, हम मशीन रूम और कार्यालय में आग और धुआं को समय पर पहचान सकते हैं। मशीन विज़न में चेहरा पहचान और चेहरा रिकॉग्निशन प्रौद्योगिकी का उपयोग करके कंपनियों को प्रवेश-प्रस्थान पर नियंत्रण और प्रबंधन मजबूत करने में मदद मिलती है, प्रबंधन के स्तर को बढ़ाया जा सकता है और प्रबंधन लागत को कम किया जा सकता है।

3. सौर ऊर्जा, राहत निगरानी

अभी तक के वर्षों में, उदयमान उद्योगों का विकास मशीन विज़न बाजार को नई बाजारी ख़्वाहिश प्रदान कर रहा है। सौर ऊर्जा के क्षेत्र में, सौर कोशिका और मॉड्यूल निर्माताओं का उपयोग मशीन विज़न का उत्पादों को जांचने, उत्पादों को पहचानने और ट्रैक करने और उत्पादों को संयोजित करने के लिए किया जाता है। ट्रैफिक मॉनिटरिंग के क्षेत्र में, वाहन के नंबर प्लेट को ऑटोमेटिक पहचानने, गलत रुकावट को ढूंढने, विपरीत दिशा में चलने को ढूंढने और दुर्घटना वाले वाहन को ढूंढने के लिए नंबर प्लेट पहचान प्रौद्योगिकी और छवि विश्लेषण प्रौद्योगिकी का उपयोग किया जा सकता है। इसके अलावा, भूकंप रोध, भूस्खलन, डीब्रिस फ़्लो, ज्वारी फूटने की पहचान, जलवायु परिस्थिति की निगरानी और नदी जलवायु स्थिति की निगरानी के क्षेत्रों में मशीन विज़न प्रौद्योगिकी के लिए बड़ी ख़्वाहिश है।

भविष्य के बाजार के प्रसंग

पारंपरिक विनिर्माण उद्योग को नई चुनौतियों का सामना करना पड़ रहा है, और रूपांतरण और अपग्रेडिंग चीन के स्वचालन उद्योग को बड़े पैमाने पर बाजार के अवसर देगा। स्वचालन उद्योग में मशीन विज़न, एक उच्च स्तरीय बुद्धिमान उत्पाद के रूप में, भविष्य में बड़ी विकास गुंजाइश रखता है।

पिछले कुछ वर्षों में, चीन के इलेक्ट्रॉनिक्स निर्माताओं और OEM निर्माताओं ने मैनपावर की बढ़ती कमी के प्रति प्रतिक्रिया में बड़ी संख्या में स्वचालन उपकरण खरीदे हैं, जो अगले कुछ वर्षों में चरम पर पहुंच जाएगा। टाइवान के निवेश से चलाए जाने वाले कारखानों ने स्वचालन के स्तर को बढ़ाने का फैसला किया है, और उनके स्वचालन का आंदोलन अगले 2-3 सालों में आएगा, जो इस उद्योग में मशीन विज़न उत्पादों के अनुप्रयोग के लिए नया विकास बिंदु देगा।

एक विश्वसनीय उद्योग पूर्वानुमान रिपोर्ट के अनुसार, चीन के मशीन विज़न उद्योग का बाजार आकार लगातार बढ़ता रहेगा, 2015 में 3 बिलियन युआन, 2016 में 3.8 बिलियन युआन और 2018 तक 5 बिलियन डॉलर पहुंच जाएगा। वैश्विक मशीन विज़न बाजार द्वारा उपजी नई व्यापार संध्याएं उद्योग निर्माताओं का केंद्र बिंदु बन चुकी हैं।

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