A gépi látás egy új technológia, amelyet az utóbbi években fejlesztettek ki. Optikai, mechanikai és elektronikai integrációs eszközökkel bír, amelyek lehetővé teszik a gépek számára a látás funkcióit. A gépi látás bevezetésével a vizsgálat területén sok helyzetben elérhető az online, magas pontosságú és sebességű mérés. Ezenkívül a gépi látás detektálási technológiájának elmélete is lépésről lépésre fejlődött.
Mi az a gépi látás?
A gépi látás röviden azt jelenti, hogy gépeket használnak az emberi szem helyett a mérésekhez és döntésekhez. Főként számítógépet használnak az emberi látási függvények szimulálására, információk kinyerésére a tárgyak képeiről, azok feldolgozására és értelmezésére, végül pedig valós detektáláshoz, méréshez és irányításhoz. A gépi látás tipikus mechanizmusa öt részből áll: fényforrás, lencse, kamera, képfelvevő kártya és látási processzor.
A technológiából származó fejlesztés a gépi látás technológiája, amely egy többdiszciplináris terület, amely az mesterséges intelligenciát, a neurobiológiát, a pszichofizikát, az informatikát, a képfeldolgozást, a mintafelismerést és még sok más területet érint. A gépi látás technológiájának jellemzői gyors sebesség, nagy információk mennyisége és többféle funkció.
A gépi látás fejlesztése
A gépi látás kutatása az 1960-as évek közepén kezdődött az amerikai tanár, L.R. Roberts munkásságával, aki a poliéderekből álló építőkocka-világ értelmezésével foglalkozott. Az akkor használt technikák, például az előfeldolgozás, a szélészlet észlelése, a kontúrvonalak szerkesztése, az objektum modellezése és illesztése alkalmazva lettek a gépi látás területén. A 1970-es években a gépi látás több fontos kutatási ágat alakított ki: ① a célirányítás képfeldolgozása; ② a képfeldolgozás és elemzés párhuzamos algoritmusai; ③ a 3D információk kinyerése 2D képekből; ④ a sorozatképek elemzése és a mozgási paraméterek kiértékelése; ⑤ a látható tudás reprezentációja; ⑥ a látható rendszer ismeretbiztosítása.
Mi a gépi látás technológia tervezésének nehézségei?
Első: a világítás stabilitása
A gyártási látástechnológiai alkalmazások általában négy kategóriába oszthatók: pozícionálás, mérés, észlelés és felismerés. Ezek közül a mérésnél a legmagasabb fényerősség stabilitása szükséges. Csak 10-20%-os fényerősség-változás is eltarthatja a mérést 1-2 képponttal. Ez nem szoftveres probléma, hanem fényerősség-változás, ami az egyes élek helyzetét változtatja meg a képen, és még a legerősebb szoftver sem oldhatja meg. A probléma megoldásához ki kell zárni a környezeti fény befolyásolását a rendszer tervezése során, és biztosítani kell az aktív fénynapló stabil fényerősségét. Természetesen a hardveres kamera felbontás javítása is segíthet a pontosság növelésében és a környezeti befolyásolás ellenállásában. Például az előző kamera megfelelő térbeli mérete 10um/pixel volt, de a felbontás növelésével azt 5um-ra változtattuk. Így a pontosság közel duplázódik, és természetesen erősebb lesz a környezetre vonatkozó ellenállás.
Másodszor, a munkatétel helyzeti inkonzisztenciája
Általánosságban az értékelési projekten első lépése, függetlenül attól, hogy offline vagy online detektálásról van-e szó, amíg teljesen automatizált detektálási eszköz, az első lépés mindig a célkitűzés megtalálása. Minden alkalommal, amikor a megfigyelni kívánt tárgy felkerül a rögzítési mezőben, pontosan tudniuk kell, hol van a megfigyelni kívánt tárgy. Még akkor is, ha mechanikus rácsokat használnak, nem garantálják azt, hogy a megfigyelni kívánt tárgy mindig ugyanabban a pozícióban jelenik meg. Ezért szükség van pozicionálási funkcióra. Ha a pozicionálás nem pontos, a mértékeszköz helyzete is elhanyagolhatóan inakkurátus lehet, és a mérési eredmények relatíve nagy eltérést mutathatnak.
Harmadszor: kalibrálás
Általában a következő kalibrálások szükségesek a nagy pontosságú mérésnél: 1) optikai torzítás kalibrálása (ha nem használ szoftveres lencse, általában szükséges kalibrálni), és (2) a vetítési torzítás kalibrálása, azaz az általános telepítési helyhiba által okozott képtorzítás korrekcíója, valamint a három tárgy kép térének kalibrálása, azaz minden egyes képpont tárgytérbeli méretének kiszámítása.
Azonban a jelenlegi kalibrációs algoritmusok sík kalibrációra alapoznak. Ha a mérést megelőző fizikai folyamat nem sík, akkor bizonyos speciális algoritmusokkal lesz szükség kalibrálni, amelyeket a közös kalibrációs algoritmusok nem oldanak meg.
Emellett néhány kalibrációs módszer kidolgozása szükséges, mivel a kalibrációs tábla használata nem mindig praktikus, így a kalibráció nem mindig oldható meg a szoftverben lévő meglévő kalibrációs algoritmussal.
Negyedik: a tárgy sebessége
Ha a mérni kívánt objektum nem áll helyben, hanem mozog, az mozgásosztályosság képi pontosságát kell figyelembe venni (osztályosság pixel = objektum mozgási sebesség * kamera kilóttási idő), amit a szoftver nem old meg.
Ödönként, a szoftver mérési pontossága
A mérési alkalmazásban a szoftver pontosságát csak 1/2-1/4 pixeleként lehet figyelembe venni, és jobb használni 1/2-t, mint 1/10-1/30 pixelt pozícionáló alkalmazások esetén, mivel a szoftver nagyon kevés jellemző pontot tud kinyerni a képből.
Fejlesztés és alkalmazás Kínában
A szakértők úgy gondolják, hogy a gépi látás korai fejlődése főként Európában, Amerikában és Japánban koncentrálódott. A globális gyártási központ elmozdulása Kínára miatt a kínai gépi látás-piac egyre fontosabb célpiaccá válik az nemzeti Gépi Látás gyártók számára Észak-Amerikával, Európával és Japán után. Kínában a gépi látás alkalmazása a technológia bevezetéséből ered a 80-as években. A halványvezetékes és elektronikai ipar egyik olyan iparág, amely korábban alkalmazta a gépi láthatóságot, amelyek nagyrészt koncentráltak a PCB nyomtatott körháló összerakására, komponensegyesítésre, halványvezetékes és integrált körökhöz tartozó berendezésre. Ez az iparág a gépi láthatóság alkalmazásában és terjesztésében játszik fontos szerepet az elektronikai termékek minőségének és termelési hatékonyságának javításában.
Jelenleg Kína egyik legaktívabb területe a világszerte folyó gépi látás fejlesztésének, amely már majdnem az egész nemzeti gazdaság minden szektorát fedzi, beleértve: a környezetvédelmet, az ipart, az önkormányzatot, a médiumokat, a hadsereget, a térbelépést, a meteorológiai szolgáltatást, az asztronómiát, a nyilvános biztonságot, a közlekedést, a biztonságot és a tudományos kutatást. Az ipari terület a legnagyobb arányban részesül a gépi látás alkalmazásából. A fontos oka, hogy Kína már a globális gyártási ipar feldolgozó centruma lett. A komponensek feldolgozásának magas igényeinek megfelelően, sok nemzetközi szintű haladó termelési sorozat is bekerült Kínába, valamint sok gépi látszati rendszer és alkalmazási tapasztalat is.
A következőkben röviden bemutatjuk néhány alkalmazást:
1. Élelmiség-biztonsági figyelés
A termelési folyamat és a termékminőség ellenőrzése során néha szükséges a személyzetnek megfigyelnie, felismernie és felfedeznie a termelési folyamat hibáit és hiányosságait. Akár mennyire felelősségtudatos és figyelmes lenne egy ember, meglehetősen lehetséges, hogy fárad, elhanyagol valamit vagy elcsúszik, amiért defektív termékek kerülhetnek a piacra.
Gépi látás alkalmazása élelmiszer-ellenőrzésben
2. Gyártás
A gyártási ipar versenyessége fokozódik, a költségnyomás arra kényszeríti, hogy többet figyeljen a gyártási hatékonyságra, minőség pedig meg fogja hajtani a gépi látás technológia alkalmazását. A gyártási hatékonyság növelése és a munkaerő-költségek csökkentése érdekében az ipari termelés és menedzsment manuális elemeket szinkronban gépek váltják fel. A gépi látásrendszer jellemzője, hogy növeli a termelés rugalmasságát és automatizációját. Azon dolgozói környezetekben, amelyek nem alkalmasak manuális munkavégzéshez vagy ahol a emberi látás nehézkesen teljesítheti a követelményeket, a gépi látást gyakran használják az emberi látás helyettesítésére; egyúttal nagymértékű ipari termelés során az emberi látás által végzett termékminőség-ellenőrzés hatékonysága alacsony és nem elég pontos, a gépi látás ellenőrzési módszere pedig jelentősen növeli a termelési hatékonyságot és az automatizációfokot. Továbbá a gépi látás könnyen integrálható információkkal, ami a számítógépes integrált gyártás alaptechnológiája.
Ugyanakkor, a gépi látás technológiája szintén játszhat szerepet a füst és a hulladékvíz stb. túlzott kibocsátásánál. A gépi látás segítségével időben felismerhetjük a tűzét és a füstöt a gépészeti munkaterületeken és műhelyekben. A gépi látás arcfelismerési és arcérzéklési technológiájának használata lehetővé teszi a vállalatok számára, hogy megerősítik az entréki ellenőrzést és kezelést, növelik a kezelési szintet és csökkentik a kezelési költségeket.
3. Naptelenenergia, közlekedési figyelés
Az elmúlt években a fejlődő iparágak fejlődése új piaci térrel járt a gépi látás-piacion. A napenergia területén a napbatterészek és modulgyártók gépi látást használnak a termékek ellenőrzésére, azonosítására, követésére és gyártásukra. A közlekedésfigyelés területén a rendszám-felismerési technológia és az képanalízis felhasználható rendszámok automatikus felismerésére, illegális parkolás kivizsgálására, visszafelé haladásra, valamint balesetek esetén járművek azonosítására. Emellett jelentős potenciál van a gépi látás technológiájában a vízcsatorna figyelésére, a földrengések elkerülésére, a csúszóföld-meghajtásokra, a láva áramlásának felmérésére és a hidrológiai feltételek figyelésére.
Jövőbeli piaci kijelentkezések
A hagyományos gyártási ipar új fordulópontot ér, a transzformáció és frissítés nagy piaci lehetőségeket teremt a kínai automatizálási ipar számára. A gépi látás, mint egy magas fokú intelligenciát jelentő termék az automatizálási iparban, jövőben nagy fejlődési potenciált bírálhat.
Az elmúlt néhány évben Kína elektronikus gyártói és OEM gyártói vásároltak nagy mennyiségű automatizálási eszközöket a munkaerő hiányának növekedésének reagálására, amely a következő néhány évben elérheti csúcspontját. A taiwani pénzt támogatott gyárak automatizációfok növelését választották, és az automatizáció felhajtása jönni fog a következő 2-3 évben, ami új növekedési pontot teremt a gépi látás termékek ezen iparágban való alkalmazásához.
Egy hitelességű ipari előrejelzési jelentés szerint Kína gépi látási iparágának piaci mérete folyamatosan növekszik, 2015-ig 3 milliárd yuanra, 2016-ban 3,8 milliárd yuanna, és 2018-ig 5 milliárd amerikai dollárra ér. A világszertei gépi látás-piac által hozott új üzleti lehetőségek a gyártók figyelemfocos pontjaivá váltak.
Ez a cikk az internetről származik. Újraszerezésének célja a tudás terjesztése, hasznos tanulás és kutatás. Ingyenesen elérhető a netezők számára, valamint szerzőt és forrást is megjelöl. Ha a szerzői jog tulajdonosa vagy a kiadó problémát tesz, az oldal azonnal törlődik. Ha bármilyen kérdés van a cikk újraszerezésével kapcsolatban, kérjük, jelezze, hogy időben javítsuk.
EN
