انواع مختلفی از سیستم های بینایی ماشین در بازار وجود دارد ، از جمله دوربین های هوشمند ، سیستم های بینایی یکپارچه و سیستم های مبتنی بر رایانه.
با در نظر گرفتن کلیه الزامات از جمله عملکرد ، دقت ، مقیاس پذیری ، رابط های ارتباطی و رابط های کاربری و در نظر گرفتن موارد مالی و فنی ، می توان سیستم مورد نظر را انتخاب کرد.
دوربین ها و سنسورهای هوشمند
دوربین های هوشمند یک راه حل آسان است که حسگر ، پردازنده و ورودی و خروجی را در یک محفظه جمع و جور ترکیب می کند ، که اغلب بزرگتر از یک دوربین استاندارد صنعتی نیست. این محصولات یک رابط کاربری بصری ارائه می دهند که با آموزش به راحتی قابل درک است. برای پیکربندی وظیفه بازرسی ، یک رایانه جداگانه (به عنوان مثال یک لپ تاپ) مورد نیاز است که از طریق رابط شبکه به دوربین هوشمند متصل می شود ، اما در طول زمان اجرا هیچ ارتباطی با این رایانه ضروری نیست. لوازم جانبی مانند ورودی / خروجی ، واحدهای نمایشگر یا ماژول های رابط توسعه یافته نیز موجود است.
البته استفاده از چندین دوربین هوشمند در یک برنامه برای حل کارهای پیچیده تر امکان پذیر است ، اما از آنجا که مزیت اصلی دوربین های هوشمند طراحی جمع و جور و کاملاً یکپارچه و ارتباط آسان آن است ، تمرکز اصلی استفاده از این محصولات در کاربرد هایی که می توان با حداقل تلاش محاسباتی تمام نتایج را از تصویر دوربین استخراج کرد و مستقیماً به سیستم منتقل کرد. ممکن است اصطلاح سنسور هوشمند را نیز بشنوید. این دوربین ها بسیار شبیه دوربین های هوشمند هستند ، اما شامل اپتیک و نور در یک واحد از قبل کالیبره شده هستند و اغلب از ویژگی های کمتری برخوردار هستند.
سیستم های بینایی کامپکت
سیستم های بینایی کامپکت مبتنی بر فناوری پردازش تعبیه شده هستند و پردازنده ، رابط های ارتباطی صنعتی و پشتیبانی از چندین دوربین را در یک محفظه صنعتی جمع و جور ترکیب می کنند. این سیستم ها اتلاف حرارت بهینه را ارائه می دهند و استفاده از پردازنده های سریع با حداکثر کارایی را امکان پذیر می کنند و امکان کار همزمان چندین دوربین را فراهم می کنند. سیستم های بینایی کامپکت معمولاً شامل یک رابط کاربر گرافیکی داخلی هستند که می تواند مستقیماً با مانیتور صفحه لمسی یا ماوس و صفحه کلید کار کند. تصاویر و نتایج زنده را می توان در یک مانیتور که مستقیماً به سیستم متصل است نمایش داد.
سیستم های بینایی مبتنی بر رایانه
در مواردی که نیازهای برنامه از نظر قدرت پردازش ، تعداد و انواع دوربینها فراتر از یک سیستم بینایی کامپکت باشد ، یا در صورت نیاز به پردازنده های اختصاصی FPGA ، سیستم های بینایی اغلب بر اساس یک کامپیوتر صنعتی پیکره بندی می شوند. تا آنجا که به نرم افزار کاربر مربوط می شود ، انتخاب گسترده ای از رابط های گرافیکی کاربر با استفاده آسان همراه با کتابخانه های برنامه نویسی برای توسعه برنامه های سفارشی در دسترس است.
یک راه حل مبتنی بر سیستم های رایانه ای بالاترین درجه انعطاف پذیری را ارائه می دهد ، با این وجود باید دقت شود تا سیستم عامل مناسب انتخاب شود. دوربین های مدرن سرعت داده بالایی تولید می کنند و راه حل های نرم افزاری به قدرت محاسباتی زیادی احتیاج دارند. با توجه به بارهای زیاد ، سازگاری مطلق برای اطمینان از یک راه حل موفقیت آمیز ضروری است
سیستم های بینایی مبتنی بر رایانه سفارشی را می توان از طیف گسترده ای از تجهیزات بینایی پیکربندی کرد. طیف وسیعی از سیستم عامل های سیستم PC را می توان در رایانه های بینایی مشاهده کرد. برای کاربرد های استاندارد ، به دلیل کاهش پیچیدگی ، هزینه کم و سازگاری اثبات شده ، سیستم های بینایی کامپکت یا دوربین های هوشمند اغلب انتخاب بهتری هستند.
امکان سنجی پروژه
اولین قدم در هنگام شروع هر پروژه اطمینان از عملی بودن راه حل پیشنهادی است. اگر در زمینه سیستم های بینایی تجربه خاصی دارید ، این ممکن است کاملاً ساده باشد ، اما اگر دانش شما محدود است ، برای برآورد موارد فنی و مالی به کمک نیاز خواهید داشت.
تعیین نیازهای شما
یک برنامه موفقیت آمیز بینایی معمولاً با مجموعه ای از اهداف شفاف مشخص می شود که قبل از نصب و آزمایش تعیین شده اند. در صورت اضافه شدن الزامات اضافی یا تغییر الزامات با پیشرفت پروژه ، این می تواند تأثیر عمده ای در موفقیت پروژه داشته باشد. اضافه کردن قابلیت ها ممکن است نیاز به افزایش زمان چرخه داشته باشد ، یا انتخاب یک سیستم بینایی قدرتمندتر را نیاز داشته باشد.
از قبل تعیین لیستی از تمام نیازهای فعلی و بالقوه ، شما را قادر می سازد تا انتخابی آگاهانه و آینده نگر داشته باشید که می تواند به کاهش خطر انتخاب سیستم ضعیف کمک کند. این روش خوبی است که اطمینان حاصل شود ظرفیت پردازش اضافی وجود دارد زیرا معمولاً برای رشد الزامات کاربرد پس از شروع مرحله ادغام پروژه ، وجود دارد. نکات زیر باید قبل از تعیین و استقرار سیستم بینایی در نظر گرفته شود:
چند بازرسی در ثانیه مورد نیاز است؟
سرعت حرکت قطعات چیست؟
مساحت بازرسی چقدر است؟
چه سطح دقت لازم است؟
آیا به چندین نمایش نیاز دارید؟
آیا شناسایی رنگ لازم است؟
براساس نتایج بازرسی می خواهید چه اقداماتی انجام دهید؟
توجه ویژه باید به تعریف واقع بینانه دقت مورد نیاز داده شود ، زیرا این امر تأثیر زیادی بر هزینه سیستم دارد.
روند بازرسی
از آنجا که پیچیدگی برنامه های بازرسی می تواند به میزان قابل توجهی متفاوت باشد ، مهم است که راه حل انتخاب شده متناسب با نیازهای پروژه باشد. انعطاف پذیری بالا امکان سازگاری آسان برای کارهای جدید را فراهم می کند که ممکن است بعداً رخ دهد. در نظر گرفتن نیازهای احتمالی آینده باید بخشی از مرحله مشخصات باشد.
این نمودار یک بازرسی ساده را با استفاده از یک دوربین هوشمند برای بازرسی از نازل یک قوطی اسپری نشان می دهد.
بازرسی های پیچیده تر ممکن است شامل چندین دوربین و چندین هدف باشد. در این مثال ، از کنترل کننده های لایتینگ برای تنظیم سطح روشنایی در هر ایستگاه بازرسی استفاده می شود.
چهار مرحله از یک برنامه بازرسی ساده
یک برنامه بازرسی ساده معمولاً شامل مراحل زیر است:
گرفتن تصویر
هدف این است که سیستم را طوری تنظیم کنیم که بهترین تصویر ممکن را که نقص را برجسته می کند بدست آورد. این ممکن است به ترکیبی از لایتینگ های ویژه و فیلترها نیاز داشته باشد. لازم به یادآوری است که یک دوربین به اندازه چشم انسان انعطاف پذیر نیست بنابراین نور محیط اغلب غیرقابل قبول است. تنظیماتی در سیستم مانند تنظیم زمان تریگر دوربین ، تنظیم قرار گرفتن در معرض دوربین برای کاهش تاری حرکت یا تصمیم گیری در مورد نیاز به کنترل نور ، ممکن است ضروری باشد.
مکان یابی محصول
پس از ثبت تصویر ، موردی که تحت بازرسی قرار دارد باید درون تصویر قرار گیرد. مطلوب است که شی برای هر بازرسی در همان مکان و جهت دوربین باشد زیرا این امر می تواند بازرسی را ساده کند. استفاده از سیستم مکانیکی برای انجام این کار ایده آل است ، با این حال ، در بسیاری از کاربرد ها این امکان وجود ندارد یا سیستم مکانیکی تمام حرکت ها را از بین نمی برد. برای مقابله با این مرحله اولین قدم ، یافتن قسمت مورد نیاز در تصویر است که با استفاده از ابزارها و الگوریتم های پردازش تصویر می توان این کار را انجام داد. بسته به اندازه دامنه مورد انتظار ممکن است زمان بیشتری برای مکان یابی دقیق جسم مورد نیاز باشد.
بازرسی
هنگامی که تصویر مورد نظر انتخاب شد ، ابزار بازرسی استفاده می شود. ابزارهای معمول بازرسی در مقاله های بعدی مورد بحث قرار می گیرند ، با این وجود پیچیدگی مرحله بازرسی می تواند به طور قابل توجهی متفاوت باشد که به نوبه خود می تواند باعث تغییر زمان بازرسی شود.
تصمیم گیری و ارتباطات
این تصمیم پس از ارزیابی تمام نتایج حاصل از ابزارهای استفاده شده در برنامه بازرسی اتخاذ می شود. هنگامی که نتیجه مشخص شد ، می تواند خروجی فیزیکی ( جک ، باد و… ) را فعال کند. با توجه به اینکه PLC های مدرن اکنون از پروتکل های سریال و اترنت پشتیبانی می کنند ، با این روش های ارتباطی می تواند داده های نتیجه را به PLC ارائه دهد تا اقدامات لازم را انجام دهد.
