什么是机器视觉?

长期以来,简单地观察生产过程一直是制造商面临的挑战。 24/7 全天候生产是不可能的。但是计算机视觉 (CV) 使计算机能够像人类一样看到和理解并不断“观察”操作。借助使用 CV 和基于图像的分析的机器视觉系统,制造和实际应用(例如检查、过程控制、安全和机器人引导)实现了自动化和转型。机器视觉监控传送带、机器人和其他机器可以记录他们看到的内容,并与人员、流程以及安全、高效运营所需的其他设备和工具共享这些数据。

机器视觉为组织提供的应用范围和价值正在推动更多的采用。 大观研究 预测到 2020 年市场价值为 $122.9 亿,到 2028 年将以 6.9% 的复合年增长率增长。

新的实施还表明,企业还看到了将人工智能 (AI) 与 CV 相结合以创建 AI 机器视觉系统的优势,该系统不仅可以对他们看到的内容进行分类,而且随着时间的推移变得更加智能,甚至可以做出决策,以便一旦手动工作流程或干预可以自动化。

人工智能机器视觉的工作原理

为了使机器视觉系统能够看到,必须将技术设计为通过四个基本步骤取得进展:

  • 捕获(数据采集)

机器视觉系统从传感器、相机或其他设备收集数据,并创建他们从物理世界看到的数字输出。数据可以包括细粒度的细节,例如颜色、亮度、强度和光散射,这有助于智能系统学习了解他们在所有条件下看到的内容。

  • 预处理

下一步是转换图像或视频中的数据,以便对其进行处理。此步骤包括将数据更改为数字格式,但也可能涉及更改图像的特征,例如去除噪声、更改图像的比例或提取特定特征,例如线条、边缘、点或纹理。 

  • 加工

一旦数据被正确格式化,智能系统就会识别模式,例如图像或视频中的对象、帧之间的移动或场景的细节。系统对这些模式和细节进行分类,并在流程重复时对其进行跟踪。开发人员可以构建人工智能机器视觉系统来计算项目、确认装配中零件的位置和方向、测量项目等。

  • 行动(后处理)

最后,人工智能机器视觉系统可以使用处理过的数据来做出决策或采取行动。例如,系统可以确定需要更多处理。或者它可能会触发响应,例如,如果员工进入自动驾驶汽车的路径,或者当错误组装的部件进入下一生产阶段时可能会造成损坏时停止传送带。

通常,当 AI 机器视觉系统是整体系统的一部分而不是独立运行时,它们会提供最大的价值。分析 AI 机器视觉数据所获得的见解比输送系统或自动驾驶汽车更能受益。来自这些系统的数据还可以为组织的生产、库存、采购和其他领域的决策提供信息——只要有办法与它们共享数据。因此,使用与供应商无关的解决方案是最有益的,该解决方案更容易安全有效地弥合信息技术/运营技术 (IT/OT) 的差距。

机器视觉带来价值的地方

尽管 AI 机器视觉在制造业还远未达到饱和点,但仍有一些普遍接受的用例。最流行的方法之一是对象检测。 AI机器视觉可以定位图像或视频中的对象,并对它们进行组织或分类。企业可以使用专为物体检测而设计的系统来识别箱子并跟踪它们在履行中心的位置,或者通过检测人们是否在危险区域佩戴安全帽或其他防护设备来执行安全要求。人工智能系统可以使用这些系统收集的数据来提醒地板上的员工或管理人员包裹被放错地方,或者如果他们没有佩戴安全设备,则拒绝他们进入危险区域。

其他机器视觉案例包括:

  • 自动驾驶车辆

可在自动驾驶汽车周围提供 360 度全方位视野的摄像头可捕获其在车道内停留所需的数据,检测其路径中的物体,并了解交通标志和信号。然后,人工智能使用这些数据使车辆能够快速响应这些数据。

  • 机器人技术

机器视觉系统为机器人提供眼睛,使它们能够估计距离、通过光学字符识别 (OCR) 读取条形码或文本以及识别物体。

  • 大宗商品的自动检查

与大多数人工检查员不同,使用 AI 机器视觉自动化 QA/QC 流程可以提高准确性 - 并最终提高质量 - 系统在轮班结束时和开始时一样准确和一致地工作。此外,自动检测甚至可以快速高效地检测最小的细节,并使检测人员从重复性任务中解放出来,这样他们就可以专注于根本原因分析或其他更高价值的任务。

  • 物体和人的运动跟踪

人工智能机器视觉还可以在物体通过流程时跟踪对象,或者在人员通过区域时跟踪它们,提醒员工注意潜在的瓶颈或不安全的情况。

边缘计算如何赋能机器视觉

在大多数 AI 机器视觉用例中,实时数据至关重要。例如,如果系统设计为在检测到危险时锁门,或者在设备损坏迫在眉睫时停止生产,那么即使将数据发送到云会产生的最小延迟也是不可接受的。

边缘计算使图像或视频处理接近数据源,以便人工智能可以即时使用数据。将处理保持在边缘还解决了当大量数据传输到云时可能出现的带宽挑战。此外,它可以克服数据隐私和合规性问题,因为您可以限制在网络之外传输的数据量。

即使数据处理可以在边缘进行,您仍然希望与核心系统共享来自 AI 机器视觉的数据的好处。凌华科技提供全套解决方案,包括:

  • 凌华科技支持人工智能的机器视觉解决方案 包括方便灵活部署的一体机智能摄像头,以及满足各类应用场景的多通道AI视觉系统。
  • ADLINK EVA(边缘视觉分析)软件开发套件 通过提供无代码/低代码环境、即用型参考代码和插件以及异构硬件的兼容性,为支持人工智能的视觉提供附加值,使用户更容易开发人工智能视觉应用程序。
  • 凌华机器视觉 提供完整的产品系列,涵盖从模拟、HDMI 到 USB3 Vision 的几乎所有流行的图像接口。随着客户的成功,凌华科技机器视觉产品已连接全球超过 500,000 台相机。
  • 凌华科技边缘平台 是一个易于实施、与供应商无关的解决方案,允许您将机器视觉部署为高效的整体 IT 生态系统的一部分。
  • 凌华科技数据河贯穿整个网络,允许数据在需要的时间和地点通过这个可扩展的系统流动。

机器视觉技术可以为您的操作提供优势,包括更高的准确性、质量控制、效率以及让人类工人专注于高价值任务的能力。要通过机器视觉解决方案实现您对更具竞争力和盈利性运营的愿景,请访问我们的 智能制造 以及 人工智能机器视觉设备 页以了解更多信息。

凯文许
凯文许

凌华科技物联网解决方案与技术经理,边缘视觉产品管理部

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