Thị giác máy tính đóng vai trò quan trọng trong nhà máy thông minh, có thể hiệu quả tăng năng suất và cải thiện tỷ lệ sản phẩm đạt chuẩn. Khi chọn hệ thống thị giác máy tính nhỏ, camera thông minh công nghiệp truyền thống có các ưu điểm như kích thước nhỏ, độ tích hợp cao và dễ phát triển cũng như sử dụng; ưu điểm của hệ thống thị giác máy tính nhúng là cấu hình rất linh hoạt, có thể được trang bị bộ xử lý CPU cấp cao, hỗ trợ nhiều kênh camera và có khả năng mở rộng cao. Liệu có loại hệ thống thị giác máy tính nhỏ mới nào có thể kết hợp các ưu điểm của cả hai, giảm chi phí và đáp ứng các yêu cầu ngày càng khắt khe và nhanh chóng của ứng dụng kiểm tra thị giác?
Thị giác máy tính đóng vai trò quan trọng trong nhà máy thông minh, có thể hiệu quả tăng năng suất và cải thiện tỷ lệ sản phẩm đạt chuẩn. Khi chọn hệ thống thị giác máy tính nhỏ, camera thông minh công nghiệp truyền thống có các ưu điểm như kích thước nhỏ, độ tích hợp cao và dễ phát triển cũng như sử dụng; ưu điểm của hệ thống thị giác máy tính nhúng là cấu hình rất linh hoạt, có thể được trang bị bộ xử lý CPU cấp cao, hỗ trợ nhiều kênh camera và có khả năng mở rộng cao. Liệu có loại hệ thống thị giác máy tính nhỏ mới nào có thể kết hợp các ưu điểm của cả hai, giảm chi phí và đáp ứng các yêu cầu ngày càng khắt khe và nhanh chóng của ứng dụng kiểm tra thị giác?
Nhu cầu của nhà máy thông minh đối với thị giác máy tính
Hiệu suất và khả năng xử lý. Cách cải thiện công suất sản xuất, hiệu suất hệ thống và thông lượng đóng vai trò quan trọng. Đối với hệ thống thị giác máy móc nói chung, độ phân giải cao và tốc độ khung hình cao (số khung hình hiển thị mỗi giây) giống như cá và chân gấu. Trong các ứng dụng thực tế thông thường, bản quyền của Control Engineering China được bảo lưu. Thông thường đó là sự kết hợp ứng dụng có độ phân giải cao nhưng tốc độ khung hình thấp hoặc độ phân giải thấp nhưng tốc độ khung hình cao. Nếu muốn có cả hai, cách duy nhất là sử dụng các bộ xử lý CPU cao cấp để bù đắp cho kết quả nhân của độ phân giải và tốc độ khung hình. Làm thế nào để đạt được hiệu suất xử lý tốt nhất với chi phí hợp lý là mối quan tâm của các nhà phát triển hệ thống.
Môi trường dây chuyền sản xuất. Môi trường của nhà máy thường là xấu. Ví dụ, trong dây chuyền sản xuất và đóng gói đồ uống, hệ thống có thể tiếp xúc trực tiếp với chất lỏng. Nhưng trong môi trường gia công dụng cụ, đó là một môi trường khắc nghiệt đầy công việc cắt vật liệu. Nếu hệ thống thị giác máy móc phải được cấu hình gần môi trường dây chuyền sản xuất khắc nghiệt, sản phẩm có khả năng chống nước và chống bụi có thể đáp ứng nhu cầu.
Nhiều trạm sản xuất. Trong môi trường nhà máy, tất cả các quyền được bảo lưu. Để một sản phẩm hoàn thiện có thể đưa ra thị trường, nó cần phải đi qua các trạm làm việc khác nhau cho việc sản xuất linh kiện, lấy và đặt sản phẩm bán thành phẩm, kiểm tra chất lượng và đóng gói để vận chuyển. Ví dụ, máy CNC chịu trách nhiệm gia công các linh kiện. Chi tiết công việc được lấy bởi robot công nghiệp và định vị bởi camera công nghiệp. Sau khi hoàn thành, nó vào nền tảng phát hiện để kiểm tra khuyết tật. Sản phẩm hoàn thiện được quét trong khu vực đóng gói. Cách tích hợp và giao tiếp dễ dàng giữa nhiều trạm sản xuất là chìa khóa cho nhà máy thông minh.
Môi trường phát triển phần mềm. Độ khó và mức độ tích hợp trong việc phát triển giải pháp phần mềm là mối lo lớn trong tâm trí của tất cả các kỹ sư khi đưa hệ thống thông minh vào, và thường đây là yếu tố quan trọng nhất quyết định thành công hay thất bại của dự án. Làm thế nào để rút ngắn thời gian phát triển và giảm chi phí phát triển hệ thống là một chìa khóa quan trọng.
Chọn điểm nổi bật của hệ thống thị giác máy nhỏ
Hiệu năng tính toán của bộ xử lý. Do kích thước nhỏ và không gian hạn chế, camera thông minh truyền thống chỉ có thể trang bị bộ xử lý Atom lõi đơn hoặc bộ xử lý arm. Mặc dù mức tiêu thụ điện năng thấp, nhưng do hiệu năng hạn chế, nó chỉ có thể hoàn thành phân tích và xử lý hình ảnh của một nhiệm vụ duy nhất, chẳng hạn như đếm số, quét mã vạch, v.v. Cùng với sự ra mắt của dòng bộ xử lý Intel atomtm e3840, hiệu năng của bộ xử lý được cải thiện gấp hai lần so với dòng bộ xử lý thế hệ trước. Công trình Điều khiển Trung Quốc Bản quyền Được bảo lưu toàn bộ, đồng thời nó cũng có ưu điểm là tiêu thụ điện năng thấp. Điều này có nghĩa là kích thước nhỏ cũng có thể mang lại hiệu năng cao, và xử lý hình ảnh đa nhiệm có thể được thực hiện. Thế hệ mới của hệ thống thị giác máy nhỏ gọn có thể đồng thời tiến hành đo lường, đếm số, định vị, đọc mã vạch hai chiều và các khả năng xử lý đa nhiệm khác. Từ góc độ chi phí sở hữu, nó có khả năng thay thế hơn một máy.
Cảm biến hình ảnh và chất lượng hình ảnh. Cảm biến hình ảnh là linh hồn của hệ thống thị giác máy móc. Kích thước của cảm biến trực tiếp đại diện cho chất lượng của hình ảnh. Trong quá khứ, ứng dụng của camera thông minh được xác định trong việc phát hiện hình ảnh cơ bản. Ưu và nhược điểm về kích thước cảm biến và chất lượng hình ảnh không dễ dàng được làm nổi bật. Tuy nhiên, nếu chúng ta muốn áp dụng thị giác máy móc vào các ứng dụng phát hiện cao cấp và tốc độ cao, thì kích thước của cảm biến trở thành điểm then chốt cần xem xét khi chọn hệ thống.
So sánh giữa màn trập cuộn và màn trập toàn cầu. Sự khác biệt giữa màn trập cuộn và màn trập toàn cầu nằm ở sự chênh lệch thời gian phơi sáng. Màn trập cuộn yêu cầu phần cảm quang phơi sáng theo thứ tự cho đến khi cả bức ảnh được phơi sáng. Màn trập toàn cầu phơi sáng toàn bộ bức ảnh cùng một lúc. Cùng với sự cải tiến về hiệu năng xử lý của hệ thống, hiệu năng của hệ thống sẽ không còn là điểm nghẽn. Nếu có nhu cầu phát hiện các đối tượng di chuyển tốc độ cao, cảm biến màn trập toàn cầu có thể thu thập hình ảnh chính xác mà không có tàn ảnh.
Bộ đồng xử lý. Trong quá trình thu thập và phân tích hình ảnh của thị giác máy móc, chất lượng hình ảnh đóng vai trò quan trọng. Nếu chúng ta có thể tối ưu hóa chất lượng của các hình ảnh đã thu thập trước khi phân tích hình ảnh, chúng ta có thể đảm bảo tính chính xác của việc phân tích hình ảnh. Trong các ứng dụng trước đây, sau khi dữ liệu hình ảnh được thu thập vào hệ thống, cần phải tính toán và tối ưu hóa chất lượng hình ảnh thông qua bộ xử lý của hệ thống, vì bị giới hạn bởi tài nguyên tính toán CPU, lượng dữ liệu hình ảnh có thể xử lý cũng sẽ bị giới hạn. Tuy nhiên, nếu chúng ta có thể lọc và tối ưu hóa phép tính ma trận hình ảnh trước khi tính toán bằng CPU, chúng ta có thể tăng đáng kể hiệu suất xử lý hình ảnh và giảm thiểu tài nguyên CPU. Một mặt, chúng ta có thể dành tài nguyên hệ thống cho lõi của hệ thống thị giác máy móc - thuật toán hình ảnh, mặt khác, chúng ta có thể xử lý một lượng lớn hình ảnh theo thời gian thực, nhờ đó các chức năng tiền xử lý phức tạp và tốc độ cao như bảng tra cứu (look-up table), vùng quan tâm (ROI - region of interest), hiệu chỉnh bóng mờ và các chức năng tối ưu hóa chất lượng hình ảnh khác được thực hiện.
Hiệu năng xử lý đồ họa GPU và hình ảnh đa phương tiện. So với thế hệ trước của bộ xử lý Intel atomtm d2550, bộ xử lý mới Intel atomtm e3840 có sự cải thiện hiệu năng khoảng sáu lần. Nó có thể đồng thời xử lý nén và truyền hình ảnh đa kênh thông qua công nghệ Intel HD graphics 4000. Qua việc nâng cấp hiệu năng của CPU và GPU, kết quả nhận diện hình ảnh có thể được ghi lại và lưu trữ, hoặc cung cấp dữ liệu thô cho việc so sánh và phân tích thêm, giúp hệ thống thông tin của nhà máy có các chức năng thông minh hơn.
Hiệu suất hiển thị của hệ thống. Trong môi trường nhà máy, mọi quyền được bảo lưu. Camera thông minh truyền thống chỉ có thể truyền dữ liệu qua Ethernet để giám sát từ trạm điều khiển trung tâm. Nếu hệ thống thị giác máy móc có thể hỗ trợ giao diện đầu ra VGA, hệ thống thị giác máy móc có thể xuất hình ảnh đồng thời qua cổng VGA và Ethernet, và kết nối với màn hình tại đầu cuối HMI hoặc dây chuyền sản xuất để kiểm tra kết quả theo thời gian thực và phát hiện vấn đề, điều này sẽ cải thiện hiệu quả hiệu suất của dây chuyền sản xuất.
kiến trúc 64 bit. Vì phần mềm phân tích hình ảnh cần xử lý một lượng lớn dữ liệu, phần lớn các ứng dụng chính trên thị trường đã hỗ trợ 64 bit. Do đó, việc lựa chọn hệ thống thị giác máy móc, tất nhiên cũng phải chọn hệ thống hỗ trợ 64 bit, để có thể phát huy tối đa lợi ích của ứng dụng.
Khả năng lưu trữ của hệ thống. Khả năng lưu trữ của hệ thống thị giác máy nhỏ biểu thị rằng người dùng có thể lưu trữ nhiều mẫu đối chiếu nhận diện hình ảnh hơn, cũng có thể lưu trữ dữ liệu kiểm tra, hoặc tạo bản sao lưu. Điều này rất có lợi cho sự ổn định của toàn bộ hệ thống.
Tổng chi phí sở hữu. Tổng chi phí sở hữu khi mua hệ thống không chỉ là chi phí của chính hệ thống thị giác máy móc. Người dùng thông minh, cách giúp khách hàng giảm chi phí từ góc độ tổng chi phí sở hữu là con đường vua.
EN
