什麼是機器視覺?

長期以來,簡單地觀察生產過程一直是製造商面臨的挑戰。 24/7 全天候生產是不可能的。但是計算機視覺 (CV) 使計算機能夠像人類一樣看到和理解並不斷“觀察”操作。借助使用 CV 和基於圖像的分析的機器視覺系統,製造和實際應用(例如檢查、過程控制、安全和機器人引導)實現了自動化和轉型。機器視覺監控傳送帶、機器人和其他機器可以記錄他們看到的內容,並與人員、流程以及安全、高效運營所需的其他設備和工具共享這些數據。

機器視覺為組織提供的應用範圍和價值正在推動更多的採用。 大觀研究 預測到 2020 年市場價值為 $122.9 億,到 2028 年將以 6.9% 的複合年增長率增長。

新的實施還表明,企業還看到了將人工智能 (AI) 與 CV 相結合以創建 AI 機器視覺系統的優勢,該系統不僅可以對他們看到的內容進行分類,而且隨著時間的推移變得更加智能,甚至可以做出決策,以便一旦手動工作流程或乾預可以自動化。

人工智能機器視覺的工作原理

為了使機器視覺系統能夠看到,必須將技術設計為通過四個基本步驟取得進展:

  • 捕獲(數據採集)

機器視覺系統從傳感器、相機或其他設備收集數據,並創建他們從物理世界看到的數字輸出。數據可以包括細粒度的細節,例如顏色、亮度、強度和光散射,這有助於智能係統學習了解他們在所有條件下看到的內容。

  • 預處理

下一步是轉換圖像或視頻中的數據,以便對其進行處理。此步驟包括將數據更改為數字格式,但也可能涉及更改圖像的特徵,例如去除噪聲、更改圖像的比例或提取特定特徵,例如線條、邊緣、點或紋理。 

  • 加工

一旦數據被正確格式化,智能係統就會識別模式,例如圖像或視頻中的對象、幀之間的移動或場景的細節。系統對這些模式和細節進行分類,並在流程重複時對其進行跟踪。開發人員可以構建人工智能機器視覺系統來計算項目、確認裝配中零件的位置和方向、測量項目等。

  • 行動(後處理)

最後,人工智能機器視覺系統可以使用處理過的數據來做出決策或採取行動。例如,系統可以確定需要更多處理。或者它可能會觸發響應,例如,如果員工進入自動駕駛汽車的路徑,或者當錯誤組裝的部件進入下一生產階段時可能會造成損壞時停止傳送帶。

通常,當 AI 機器視覺系統是整體系統的一部分而不是獨立運行時,它們會提供最大的價值。分析 AI 機器視覺數據所獲得的見解比輸送系統或自動駕駛汽車更能受益。來自這些系統的數據還可以為組織的生產、庫存、採購和其他領域的決策提供信息——只要有辦法與它們共享數據。因此,使用與供應商無關的解決方案是最有益的,它可以更輕鬆地安全有效地彌合信息技術/運營技術 (IT/OT) 的差距。

機器視覺帶來價值的地方

儘管 AI 機器視覺在製造業還遠未達到飽和點,但仍有一些普遍接受的用例。最流行的方法之一是對象檢測。 AI機器視覺可以定位圖像或視頻中的對象,並對它們進行組織或分類。企業可以使用專為物體檢測而設計的系統來識別箱子並跟踪它們在履行中心的位置,或者通過檢測人們是否在危險區域佩戴安全帽或其他防護設備來執行安全要求。人工智能係統可以使用這些系統收集的數據來提醒地板上的員工或管理人員包裹被放錯地方,或者如果他們沒有佩戴安全設備,則拒絕他們進入危險區域。

其他機器視覺案例包括:

  • 自動駕駛車輛

可在自動駕駛汽車周圍提供 360 度全方位視野的攝像頭可捕獲其在車道內停留所需的數據,檢測其路徑中的物體,並了解交通標誌和信號。然後,人工智能使用這些數據使車輛能夠快速響應這些數據。

  • 機器人

機器視覺系統為機器人提供眼睛,使它們能夠估計距離、通過光學字符識別 (OCR) 讀取條形碼或文本以及識別物體。

  • 大宗商品的自動檢查

與大多數人工檢查員不同,使用 AI 機器視覺自動化 QA/QC 流程可以提高準確性 - 並最終提高質量 - 系統在輪班結束時和開始時一樣準確和一致地工作。此外,自動檢測甚至可以快速高效地檢測最小的細節,並使檢測人員從重複性任務中解放出來,這樣他們就可以專注於根本原因分析或其他更高價值的任務。

  • 物體和人的運動跟踪

人工智能機器視覺還可以在物體通過流程時跟踪對象,或者在人員通過區域時跟踪它們,提醒員工注意潛在的瓶頸或不安全的情況。

邊緣計算如何賦能機器視覺

在大多數 AI 機器視覺用例中,實時數據至關重要。例如,如果系統設計為在檢測到危險時鎖門,或者在設備損壞迫在眉睫時停止生產,那麼即使將數據發送到雲會產生的最小延遲也是不可接受的。

邊緣計算使圖像或視頻處理接近數據源,以便人工智能可以即時使用數據。將處理保持在邊緣還解決了當大量數據傳輸到雲時可能出現的帶寬挑戰。此外,它可以克服數據隱私和合規性問題,因為您可以限制在網絡之外傳輸的數據量。

即使數據處理可以在邊緣進行,您仍然希望與核心系統共享來自 AI 機器視覺的數據的好處。凌華科技提供全套解決方案,包括:

  • 凌華科技支持人工智能的機器視覺解決方案 包括方便靈活部署的一體機智能攝像頭,以及滿足各類應用場景的多通道AI視覺系統。
  • ADLINK EVA(邊緣視覺分析)軟件開發套件 通過提供無代碼/低代碼環境、即用型參考代碼和插件以及異構硬件的兼容性,為支持人工智能的視覺提供附加值,使用戶更容易開發人工智能視覺應用程序。
  • 凌華機器視覺 提供完整的產品系列,涵蓋從模擬、HDMI 到 USB3 Vision 的幾乎所有流行的圖像接口。隨著客戶的成功,凌華科技機器視覺產品已連接全球超過 500,000 台相機。
  • 凌華科技邊緣平台 是一個易於實施、與供應商無關的解決方案,允許您將機器視覺部署為高效的整體 IT 生態系統的一部分。
  • 凌華科技數據河貫穿整個網絡,允許數據在需要的時間和地點通過這個可擴展的系統流動。

機器視覺技術可以為您的操作提供優勢,包括更高的準確性、質量控制、效率以及讓人類工人專注於高價值任務的能力。要通過機器視覺解決方案實現您對更具競爭力和盈利性運營的願景,請訪問我們的 智能製造人工智能機器視覺設備 頁以了解更多信息。

凱文許
凱文許

凌華科技物聯網解決方案與技術經理,邊緣視覺產品管理部

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