วิธีเลือกระบบการมองเห็นด้วยเครื่องจักรขนาดเล็กสำหรับโรงงานอัจฉริยะ?

ระบบวิสัยทัศน์เครื่องจักรมีบทบาทสำคัญในโรงงานอัจฉริยะ ซึ่งสามารถเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตและปรับปรุงอัตราผ่านของผลิตภัณฑ์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ เมื่อเลือกระบบวิสัยทัศน์เครื่องจักรขนาดเล็ก เครื่องถ่ายภาพอัจฉริยะแบบอุตสาหกรรมดั้งเดิมมีข้อได้เปรียบเรื่องขนาดเล็ก การรวมตัวสูง และสะดวกต่อการพัฒนาและการใช้งาน ในขณะที่ข้อได้เปรียบของระบบวิสัยทัศน์แบบฝังตัวคือการกำหนดค่าที่ยืดหยุ่นมาก มันสามารถติดตั้งพร้อมกับโปรเซสเซอร์ CPU ระดับสูง รองรับกล้องหลายช่องทาง และมีความสามารถในการขยายตัวสูง แล้วมีระบบวิสัยทัศน์เครื่องจักรขนาดเล็กชนิดใหม่ที่สามารถรวมข้อดีของทั้งสองลดต้นทุนและตอบสนองความต้องการของการทดสอบแอปพลิเคชันที่เข้มงวดและรวดเร็วขึ้นหรือไม่?

ระบบวิสัยทัศน์เครื่องจักรมีบทบาทสำคัญในโรงงานอัจฉริยะ ซึ่งสามารถเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตและปรับปรุงอัตราผ่านของผลิตภัณฑ์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ เมื่อเลือกระบบวิสัยทัศน์เครื่องจักรขนาดเล็ก เครื่องถ่ายภาพอัจฉริยะแบบอุตสาหกรรมดั้งเดิมมีข้อได้เปรียบเรื่องขนาดเล็ก การรวมตัวสูง และสะดวกต่อการพัฒนาและการใช้งาน ในขณะที่ข้อได้เปรียบของระบบวิสัยทัศน์แบบฝังตัวคือการกำหนดค่าที่ยืดหยุ่นมาก มันสามารถติดตั้งพร้อมกับโปรเซสเซอร์ CPU ระดับสูง รองรับกล้องหลายช่องทาง และมีความสามารถในการขยายตัวสูง แล้วมีระบบวิสัยทัศน์เครื่องจักรขนาดเล็กชนิดใหม่ที่สามารถรวมข้อดีของทั้งสองลดต้นทุนและตอบสนองความต้องการของการทดสอบแอปพลิเคชันที่เข้มงวดและรวดเร็วขึ้นหรือไม่?

ความต้องการของโรงงานอัจฉริยะสำหรับระบบวิสัยทัศน์เครื่องจักร

ประสิทธิภาพและการจัดการข้อมูล มีบทบาทสำคัญในการปรับปรุงศักยภาพการผลิต ประสิทธิภาพของระบบ และปริมาณงานที่ผ่านไป ในด้านระบบทั่วไปของการมองเห็นแบบเครื่อง (machine vision) การมีความละเอียดสูงและอัตราเฟรมต่อวินาทีสูงนั้นเหมือนกับปลาและลูกหมู ซึ่งยากจะได้พร้อมกัน ในกรณีการใช้งานจริงตามปกติ สิทธิ์ของ Control Engineering China ได้รับการสงวนไว้ โดยทั่วไปแล้วเป็นการผสมผสานการใช้งานที่มีความละเอียดสูงแต่อัตราเฟรมต่ำ หรือความละเอียดต่ำแต่อัตราเฟรมสูง หากต้องการทั้งสองอย่างทางเลือกเดียวคือการใช้โปรเซสเซอร์ CPU ระดับสูงเพื่อชดเชยผลคูณของความละเอียดและความเร็วของเฟรม การหาวิธีที่จะได้รับประสิทธิภาพการประมวลผลที่ดีที่สุดในราคาที่เหมาะสมเป็นสิ่งที่นักพัฒนาระบบให้ความสนใจ

สภาพแวดล้อมของสายการผลิต สภาพแวดล้อมในโรงงานมักจะไม่ดี เช่น ในสายการผลิตและการแพ็คเกจเครื่องดื่ม ระบบอาจสัมผัสกับของเหลวโดยตรงได้ แต่ในสภาพแวดล้อมของการกลึงชิ้นงาน เป็นสภาพแวดล้อมที่เลวร้ายไปด้วยเศษโลหะ หากต้องติดตั้งระบบวิสัยทัศน์เครื่องจักรในสภาพแวดล้อมสายการผลิตที่รุนแรง ผลิตภัณฑ์ที่มีความสามารถในการป้องกันน้ำและฝุ่นสามารถตอบสนองความต้องการได้

สถานีการผลิตหลายแห่ง ในสภาพแวดล้อมโรงงาน ทุกสิทธิ์ถูกสงวนไว้ เพื่อให้ผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปสามารถวางตลาดได้ จะต้องผ่านสถานีงานต่างๆ เช่น การผลิตชิ้นส่วน การหยิบและวางผลิตภัณฑ์กึ่งสำเร็จรูป การตรวจสอบคุณภาพ และการแพ็กเพื่อจัดส่ง ตัวอย่างเช่น เครื่อง CNC มีหน้าที่ในการกลึงชิ้นส่วน ชิ้นงานจะถูกหยิบโดยหุ่นยนต์อุตสาหกรรมและปรับตำแหน่งโดยกล้องอุตสาหกรรม เมื่อเสร็จสิ้นแล้ว ชิ้นงานจะเข้าสู่แพลตฟอร์มตรวจสอบเพื่อตรวจจับข้อบกพร่อง ผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปจะถูกสแกนในพื้นที่แพ็กking การรวมระบบและการสื่อสารระหว่างสถานีการผลิตหลายแห่งอย่างง่ายดายเป็นกุญแจสำคัญของโรงงานอัจฉริยะ

สภาพแวดล้อมการพัฒนาซอฟต์แวร์ ความซับซ้อนและความสามารถในการผสานรวมของการพัฒนาโซลูชันซอฟต์แวร์เป็นความกังวลใหญ่ในใจของวิศวกรทุกคนที่นำระบบอัจฉริยะมาใช้ และมักจะเป็นปัจจัยที่สำคัญที่สุดในการกำหนดความสำเร็จหรือล้มเหลวของโครงการ การลดเวลาในการพัฒนาและลดต้นทุนการพัฒนาระบบเป็นกุญแจสำคัญ

เลือกจุดเด่นของระบบวิสัยทัศน์เครื่องขนาดเล็ก

ประสิทธิภาพการคำนวณของโปรเซสเซอร์ เนื่องจากขนาดเล็กและความจำกัดของพื้นที่ กล้องอัจฉริยะแบบดั้งเดิมสามารถติดตั้งโปรเซสเซอร์ Atom แกนเดียวหรือโปรเซสเซอร์ arm ได้เท่านั้น แม้ว่าจะมีการใช้พลังงานต่ำ แต่เนื่องจากประสิทธิภาพที่จำกัด ทำให้สามารถทำการวิเคราะห์และประมวลผลภาพในงานเดียว เช่น การนับ การสแกนบาร์โค้ด เป็นต้น ด้วยการเปิดตัวชุดโปรเซสเซอร์ Intel atomtm e3840 ประสิทธิภาพของโปรเซสเซอร์เพิ่มขึ้นสองเท่าเมื่อเทียบกับชุดโปรเซสเซอร์รุ่นก่อนหน้า โดยยังคงมีข้อได้เปรียบเรื่องการใช้พลังงานต่ำ ซึ่งหมายความว่าขนาดเล็กสามารถมอบประสิทธิภาพสูงได้ และสามารถประมวลผลภาพหลายงานพร้อมกันได้ ระบบวิสัยทัศน์เครื่องจักรรุ่นใหม่ขนาดเล็กสามารถดำเนินการวัดค่า การนับ การกำหนดตำแหน่ง การอ่านรหัส QR สองมิติ และความสามารถในการประมวลผลหลายงานพร้อมกัน จากมุมมองของต้นทุนการครอบครอง มันมีความสามารถมากกว่าหนึ่งเครื่อง

เซนเซอร์ภาพและคุณภาพของภาพ เซนเซอร์ภาพเปรียบเสมือนจิตวิญญาณของระบบวิชั่น เมื่อพูดถึงขนาดของเซนเซอร์ จะสัมพันธ์โดยตรงกับคุณภาพของภาพ ในอดีต การใช้งานกล้องอัจฉริยะจะเน้นไปที่การตรวจจับภาพเบื้องต้น ข้อดีข้อเสียของขนาดเซนเซอร์และคุณภาพของภาพไม่สามารถแสดงให้เห็นได้อย่างชัดเจน อย่างไรก็ตาม หากเราต้องการนำระบบวิชั่นมาใช้ในงานตรวจสอบระดับสูงและเร็ว ขนาดของเซนเซอร์จะกลายเป็นปัจจัยหลักที่ต้องพิจารณาเมื่อเลือกระบบ

การเปรียบเทียบระหว่าง rolling shutter และ global shutter ความแตกต่างระหว่าง rolling shutter และ global shutter อยู่ที่ช่วงเวลาของการสัมผัสแสง ชัตเตอร์ของ rolling shutter สั่งให้ส่วนรับแสงทำการสัมผัสแสงตามลำดับจนกระทั่งภาพทั้งหมดถูกสัมผัสแสง ส่วน global shutter จะทำการสัมผัสแสงทั้งภาพพร้อมกัน เมื่อประสิทธิภาพการประมวลผลของระบบพัฒนาขึ้น ประสิทธิภาพของระบบจะไม่ใช่ข้อจำกัดอีกต่อไป หากมีความต้องการในการตรวจจับวัตถุที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูง เซนเซอร์แบบ global shutter สามารถเก็บภาพที่ถูกต้องโดยไม่มีภาพหลงเหลือ

โคโปรเซสเซอร์ ในกระบวนการของการเก็บและวิเคราะห์ภาพจากวิสัยทัศน์ของเครื่องจักร คุณภาพของภาพมีบทบาทสำคัญ หากเราสามารถเพิ่มประสิทธิภาพให้กับคุณภาพของภาพที่ถูกเก็บมา ก่อนการวิเคราะห์ภาพ เราจะสามารถรับรองความถูกต้องของการวิเคราะห์ภาพได้ ในอดีต เมื่อข้อมูลภาพถูกเก็บเข้าสู่ระบบแล้ว จะต้องคำนวณและปรับปรุงคุณภาพของภาพผ่านโปรเซสเซอร์ของระบบ เนื่องจากทรัพยากรในการคำนวณของ CPU มีจำกัด ปริมาณข้อมูลภาพที่สามารถประมวลผลได้ก็จะถูกจำกัดเช่นกัน อย่างไรก็ตาม หากเราสามารถกรองและเพิ่มประสิทธิภาพของการคำนวณเมทริกซ์ภาพก่อนที่จะทำการคำนวณด้วย CPU เราจะสามารถเร่งประสิทธิภาพของการประมวลผลภาพได้อย่างมาก และลดทรัพยากรของ CPU ลง นอกจากนี้ เราสามารถปล่อยทรัพยากรของระบบไปยังแกนหลักของระบบวิสัยทัศน์ของเครื่องจักร - อัลกอริธึมภาพ ในขณะเดียวกันเราก็สามารถประมวลผลภาพจำนวนมากแบบเรียลไทม์ เพื่อให้สามารถใช้งานฟังก์ชันการประมวลผลเบื้องต้น เช่น การดูตารางค่า (look-up table), พื้นที่ที่สนใจ (ROI: region of interest), การแก้ไขเงา (shading correction) และฟังก์ชันการเพิ่มประสิทธิภาพคุณภาพของภาพอื่น ๆ ได้

ประสิทธิภาพการประมวลผลกราฟิกและมัลติมีเดียของ GPU เมื่อเปรียบเทียบกับชิปประมวลผล Intel atomtm d2550 รุ่นก่อนหน้า ชิปประมวลผล Intel atomtm e3840 รุ่นใหม่มีประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้นประมาณหกเท่า สามารถประมวลผลการบีบอัดและส่งผ่านภาพหลายช่องทางพร้อมกันผ่านเทคโนโลยี Intel HD graphics 4000 โดยการปรับปรุงประสิทธิภาพของ CPU และ GPU ผลลัพธ์จากการตรวจจับภาพสามารถบันทึกและเก็บไว้ได้ หรือให้ข้อมูลดิบที่ใช้สำหรับการเปรียบเทียบและการวิเคราะห์เพิ่มเติม เพื่อให้ระบบสารสนเทศในโรงงานมีฟังก์ชันที่ชาญฉลาดมากขึ้น

ประสิทธิภาพการแสดงผลของระบบ ในสภาพแวดล้อมโรงงาน สงวนสิทธิ์ทั้งหมด เดิมทีกล้องอัจฉริยะแบบดั้งเดิมสามารถส่งข้อมูลผ่าน Ethernet เพื่อตรวจสอบจากเทอร์มินัลควบคุมกลางได้เท่านั้น หากระบบวิชั่นแมชชีนสามารถรองรับอินเตอร์เฟซเอาต์พุต VGA ได้ ระบบวิชั่นแมชชีนก็สามารถแสดงภาพผ่านพอร์ต VGA และ Ethernet พร้อมกัน และเชื่อมต่อกับหน้าจอที่ปลายทาง HMI หรือสายการผลิตเพื่อตรวจสอบผลลัพธ์แบบเรียลไทม์และค้นหาปัญหา ซึ่งจะช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพของสายการผลิตได้อย่างมีประสิทธิภาพ

สถาปัตยกรรม 64 บิต เนื่องจากซอฟต์แวร์วิเคราะห์ภาพจำเป็นต้องประมวลผลข้อมูลจำนวนมาก แอปพลิเคชันหลักในตลาดส่วนใหญ่ได้สนับสนุน 64 บิตแล้ว ดังนั้น การเลือกระบบวิชั่นแมชชีน แน่นอนว่าต้องเลือกระบบที่รองรับ 64 บิตด้วย เพื่อให้สามารถใช้งานประโยชน์สูงสุดได้อย่างเต็มที่

ความจุของระบบเก็บข้อมูล ความจุของระบบวิสัยทัศน์เครื่องจักรขนาดเล็กแสดงให้เห็นว่าผู้ใช้สามารถเก็บตัวอย่างการเปรียบเทียบการจำแนกภาพได้มากขึ้น ยังสามารถเก็บข้อมูลการตรวจสอบ หรือทำการสำรองข้อมูลได้อีกด้วย สิ่งนี้มีประโยชน์อย่างมากต่อเสถียรภาพของระบบโดยรวม

ค่าใช้จ่ายตลอดอายุการใช้งาน ค่าใช้จ่ายตลอดอายุการใช้งานของระบบไม่ได้มีเพียงแค่ค่าใช้จ่ายของระบบวิสัยทัศน์เครื่องจักรเท่านั้น ผู้ใช้มีความชาญฉลาด การช่วยลูกค้าลดค่าใช้จ่ายจากมุมมองของค่าใช้จ่ายตลอดอายุการใช้งานคือทางออกที่ดีที่สุด