Ang machine vision ay isang bagong teknolohiya na nag-unlad nang may mga taon. Ginagamit ito ng mga paraan ng integrasyon ng optiko, mekanikal at elektrikal upang magbigay ng kakayahang pang-mata sa makina. Sa pamamagitan ng pagsasama ng machine vision sa larangan ng inspeksyon, maaaring maabot ang online na mataas na katumpakan at mataas na bilis na pagsuporta sa maraming sitwasyon. Sa parehong oras, ang teorya ng teknolohiya ng deteksyon ng machine vision ay patuloy na umuunlad hakbang-hakbang.
Ano ang machine vision?
Sa madaling salita, ang machine vision ay gumagamit ng mga makina upang alisin ang mga mata ng tao sa pagsukat at pagsisiyasat. Gamit ang kompyuter, ito ay sumisimula sa pagmumulat ng visual na puna ng mga bagay na obhekto, pagproseso at pag-uunawa, at huling ginagamit para sa tunay na deteksyon, pagsukat at kontrol. Ang tipikong estraktura ng machine vision ay binubuo ng limang bahagi: ilaw, lensa, kamera, kartang pangkoleksyon ng imahe, at prosesor ng pananaw.
Ang teknolohiya na natukoy mula rito ay ang machine vision technology, na isang interdisciplinaryong paksa na may kinalaman sa artificial intelligence, neurobiyolohiya, psychophysics, computer science, prosesong imahe, pattern recognition at marami pang iba pang mga larangan. Karakteristikang may taas na bilis, malaking halaga ng impormasyon at multi-fungsi ang machine vision technology.
Ang pag-unlad ng machine vision
Ang pagsisiyasat ng machine vision ay nagsimula noong gitna ng 1960s sa pamamagitan ng Amerikanong manunulat na si L.R. Roberts tungkol sa pag-unawa sa mundo ng building block na binubuo ng mga polyhedron. Ang mga teknik na ginamit noon, tulad ng preprocessing, edge detection, construction ng contour line, object modeling at matching, ay napakita sa machine vision. Sa dekada 1970, ang machine vision ay bumuo ng ilang mahalagang sangay ng pagsisiyasat: ① image processing para sa patnubay ng obheto; ② parallel algorithm ng image processing at analysis; ③ ekstraksiyon ng 3D impormasyon mula sa 2D imahe; ④ analysis ng sequence images at pagsusuri ng mga parameter ng galaw; ⑤ representasyon ng visual na kaalaman; ⑥ knowledge base ng visual system.
Ano ang mga hamon sa disenyo ng teknolohiya ng machine vision?
Una: ang katigasan ng ilaw
Ang mga aplikasyon ng industriyal na pagkakita ay pangkalahatan ay nahahati sa apat na kategorya: pagsasapalaran, pagsukat, deteksiyon at pagkilala. Sa kanila, kinakailangan ng pagsukat ang pinakamataas na katatagan ng ilaw. Kapag nagbago ang ilaw lamang ng 10-20%, maaaring mag-de-deviate ang resulta ng pagsukat ng 1-2 pixel. Ito'y hindi isang problema ng software, ito'y pagbabago ng ilaw, na nagiging sanhi ng pagbabago ng posisyon ng bahagi sa imahe, at kahit ang pinakamalakas na software ay hindi makakasolba nito. Upang malutas ang problema, kailangang alisin ang interferensya ng paligid na ilaw mula sa punto ng disenyo ng sistema, at siguruhin ang katatagan ng pagpapakita ng aktibong ilaw. Nararapat din, ang pag-unlad ng resolusyon ng hardware na kamera ay isa ring paraan upang maiimprove ang katumpakan at tumakbo laban sa interferensya ng kapaligiran. Halimbawa, ang katumbas na laki ng espasyo ng dating kamera ay 10um bawat pixel, ngunit binago ito sa 5um sa pamamagitan ng pagtaas ng resolusyon. Maaaring halos i-doble ang katumpakan, at mas maigting ang resistensya sa kapaligiran.
Pangalawa, ang kakaibahan ng posisyon ng workpiece
Sa pangkalahatan, ang unang hakbang sa proyekto ng pagsukat, maging offline o online detection, basta't fully automated detection equipment, ang unang hakbang ay hanapin ang obhektibo na itatampok. Bawat pagdating ng obheto na itatampok sa field of view, kinakailangan malaman nang tiyak kung saan naroroon ang obheto na itatampok. Kahit gumamit ka ng ilang mechanical fixtures, hindi ito makakapag-ensayo na ang obheto na itatampok ay magdaragdag sa parehong posisyon tuwing dumadaan. Ito'y nagrerequire ng gamit ng positioning function. Kung hindi tumpak ang pag-position, maaaring mali ang posisyon ng measurement tool, at maaaring mabigyan ng malaking pagka-kakaiba ang mga resulta ng pagsukat.
Ikatlo: kalibrasyon
Sa pangkalahatan, kinakailangan ang mga sumusunod na kalibrasyon sa mababang-presisyon na pagsukat: 1) kalibrasyon ng optikong distorsyon (kung hindi mo ginagamit ang software na lens, karaniwan ay kinakailangang kalibrahin), at (2) ang kalibrasyon ng proyeksyong distorsyon, o ang pagpapabuti ng distorsyon ng larawan na kinakatawan ng error sa posisyon ng pag-install, at ang kalibrasyon ng tatlong object image space, o ang pagkuha ng katumbas na laki ng espasyo ng objekto para sa bawat pixel.
Gayunpaman, ang mga kasalukuyang algoritmo ng kalibrasyon ay batay sa kalibrasyon ng plano. Kung hindi plano ang fisikal na itinuturing, kailangan ng ilang espesyal na algoritmo para sa kalibrasyon, na hindi maaring sulusan ng mga pangkaraniwang algoritmo ng kalibrasyon.
Bukod dito, kailangang disenyuhin ang ilang mga paraan ng kalibrasyon dahil hindi madali ang paggamit ng plaka ng kalibrasyon, kaya hindi maaring sulutan ang kalibrasyon ng mga umiiral na algoritmo ng kalibrasyon sa software.
Ikaapat: ang bilis ng bagay
Kung ang bagay na dapat imbesyon ay hindi paalis, ngunit nasa paggalaw, kinakailangang isipin ang katumpakan ng imahe ng motion blur (blur pixel = bilis ng galaw ng bagay * oras ng pagsisiyasat ng kamera), na hindi ma-resolba ng software.
Ikalimang, ang katumpakan ng pagsukat ng software
Sa aplikasyon ng pagsukat, maaaring ituring lamang ang katumpakan ng software bilang 1/2-1/4 pixels, at mas magandang gamitin ang 1/2 sa halip na 1/10-1/30 pixels para sa mga aplikasyon ng posisyon, dahil maaaring i-extract ng software maliit lang ng mga puntos ng karakteristik mula sa imahe.
Pag-unlad at aplikasyon sa Tsina
Naniniwala ang mga eksperto na ang unang pag-unlad ng machine vision ay pangunahing nakakonsentrar sa Europa, Estados Unidos at Hapon. Sa pamamagitan ng paglilipat ng global na sentro ng paggawa patungo sa Tsina, ang Tsino pang machine vision market ay naging isang mahalagang target na market para sa mga internasyonal na manunufacture ng machine vision matapos ang Hilagang Amerika, Europa at Hapon. Sa Tsina, ang pagsasanay ng machine vision ay nagmula sa pagsulong ng teknolohiya noong dekada 1980. Ang industriya ng semiconductor at elektroniko ay isa sa mga industriya na may maagang pagsasanay ng machine vision, karamihan sa kanila ay nakakonsentrar sa PCB printed circuit assembly, komponente paggawa, semiconductor at integrated circuit equipment. Ang pagsasanay at pag-propaganda ng machine vision sa industriyang ito ay naglalaro ng mahalagang papel sa pagpapabuti ng kalidad at produktibidad ng mga elektronikong produkto.
Sa kasalukuyan, ang Tsina ay nangungunang bansa sa pag-unlad ng machine vision sa daigdig, na nakakubrimb mula sa halos lahat ng sektor ng ekonomiya, kabilang: industriya, agrikultura, medisina, militar, heograpiko, meteorolohiya, astronomiya, pambansang seguridad, transportasyon, seguridad, at siyentipikong pag-aaral at iba pang mga larangan. Ang industriyal na larangan ay ang larangan na may pinakamalaking proporsyon ng aplikasyon ng machine vision. Ang mahalagang sanhi nito ay dahil ang Tsina ay nagiging sentro ng proseso ng global na industriya ng paggawa. Sa pamamagitan ng mataas na demand sa proseso ng mga parte at ang kanyang tugmaang advanced na linya ng produksyon, maraming machine vision systems at aplikasyon na karanasan na may internasyonal na antas ay pati na rin pumasok sa Tsina.
Sumusunod ay isang maikling introduksyon sa ilang aplikasyon:
1. Pagsisiyasat ng kaligtasan ng pagkain
Sa proseso ng produksyon at inspeksyon ng kalidad ng produkto, kailangan minsan ng mga tauhan na panoodin, tukuyin, at makuha ang mga kamalian at kulang sa proseso ng produksyon. Kung gaano man matibay ang damdaming pangkabutihan at pansin ng isang tao, maaaring mapagod, magmadali, o mawala ang kanyang pansin, na nagiging sanhi para lumabas ang mga produktong may defektong papuntang merkado.
Paggamit ng makinarya na may kapangyarihang panonood sa inspeksyon ng pagkain
2. Paggawa
Ang pagkilos sa industriya ng paggawa ay dumadami, ang presyon sa gastos ay nagpapilit na pansinin ang ekonomiya ng produksyon, ang kalidad ay dadalhin ang pagsusuri ng teknolohiyang pang-makinang paningin. Upang maiimbala ang produktibidad ng produksyon at bawasan ang mga gastos sa trabaho, ilang mga manu-manong parte sa industriyal na produksyon at pamamahala ay paulit-ulit na inilalagay sa halip ng mga makina. Ang katangian ng sistema ng makinang paningin ay ang pagtaas sa kamalian at automatikong produksyon. Sa ilang peligrosong kapaligiran na hindi kumakatawan sa manu-manong trabaho o kung ang natural na paningin ay mahirap maitama ang kinakailangan, ang makinang paningin ay madalas gamitin upang palitan ang natural na paningin; higit pa rito, sa proseso ng malaking industriyal na produksyon, mababa ang produktibidad ng inspeksyon ng kalidad ng produkto sa pamamagitan ng natural na paningin at hindi mataas ang kasarian, at ang paraan ng deteksiyon ng makinang paningin ay maaaring malaki ang pagtaas sa produktibidad ng produksyon at ang antas ng automatismo ng produksyon. Mula pa rito, ang makinang paningin ay madali ang pag-realisa ng integrasyon ng impormasyon, na ito ang pundasyon ng kompyuter na integradong paggawa.
Sa parehong oras, maaari ring maglaro ang teknolohiya ng machine vision sa super standard emission ng ulan at basura, atbp. Gamit ang machine vision, maaari nating hanapin ang apoy at smoke sa machine room at workshop nang agad. Ang paggamit ng face detection at face recognition technology sa machine vision ay maaaring tulakin ang mga kumpanya na malakas na kontrolin at pamahalaan ang mga entrada at labas, taas ang antas ng pamamahala at bawasan ang gastos sa pamamahala.
3. Solar energy, traffic monitoring
Sa mga taong nakaraan, ang pag-unlad ng mga bagong industriya ay nagdala ng bagong espasyo sa merkado ng machine vision. Sa larangan ng enerhiya mula sa araw-araw, gumagamit ang mga tagapagtatayo ng solar cell at module ng machine vision upang suriin ang mga produkto, tukuyin at sunod-sunuran ang mga ito, at mag-assembly ng mga produkto. Sa larangan ng pagmonito ng trapiko, maaaring gamitin ang teknolohiya ng pagkilala ng license plate at ang teknolohiya ng pagsusuri ng imahe upang awtomatikong tukuyin ang mga plaka, hanapin ang mga sasakyan na umuwi nang illegal, retrograde, at hanapin ang mga sasakyan na kasangkutan ng aksidente. Pati na rin, may malaking potensyal para sa teknolohiya ng machine vision sa mga larangan ng pagpapahanda sa lindol, pag-uugat, alon, deteksiyon ng pagsabog ng bulkan, pagsusuri ng hidrol ogikal, at observasyon ng kondisyon ng ilog at tubig.
Mga kinabukasan ng merkado
Ang tradisyonal na industriya ng paggawa ay nakikihalubilo sa bagong pagsisira, ang transformasyon at upgrade ay dadala ng malaking oportunidad sa merkado para sa industriya ng automatikong China. Ang machine vision, bilang isang mataas na produkto ng intelektwal sa industriya ng automatikong, may malaking potensyal ng pag-unlad sa kinabukasan.
Sa huling ilang taon, ang mga manunurong elektронiko at OEM sa China ay bumibili ng malaking bilang ng automatikong kagamitan upang palitan ang pang-kamay na trabaho bilang tugon sa pangingibabaw na kakulangan ng manggagawa sa China, na darating ang kulog sa susunod na ilang taon. Ang pinansiyong Taiwan factories ay pumili na ang dagdag ang antas ng automatikong, at ang taluyang automatikong ay darating sa susunod na 2-3 taon, na dadala ng bagong punto ng paglago para sa aplikasyon ng produkto ng machine vision sa industriyang ito.
Ayon sa isang maikling ulat ng prusisyong paghahanda sa industriya, ang sukat ng pamilihan ng industriya ng machine vision ng Tsina ay patuloy na lumalaki, umabot sa 3 bilyong yuan noong 2015, 3.8 bilyong yuan noong 2016, at 5 bilyong dolyar ng ABD para sa 2018. Ang bagong oportunidad sa negosyo na dulot ng pribilehiyado machine vision market sa buong daigdig ay naging sentro ng pansin ng mga gumagawa ng industriya.
Nakuha ito mula sa Internet. Ibinahagi ito upang ipakita ang kaalaman, makabubunga na pag-aaral at pagsusuri. Inihandog ito libre sa mga taga-Internet. Gamit din ito upang ipakita ang may-akda at pinagmulan. Kung mayroong anumang kwestiyon mula sa may-ari ng copyright o publisher, aalisin agad ito ng website na ito. Kung mayroong anumang katanungan tungkol sa pagbaba ng artikulo, mangyaring ipaalala sa amin upang maaaring maiayos namin ito agad.
EN