معرفی انواع بینایی ماشین

معرفی انواع بینایی ماشین

در این مقاله قصد داریم شما را با انواع بینایی ماشین آشنا کنیم. در ابتدا توضیح مختصری از بینایی ماشین بیان می کنیم.

اصطلاح «بینایی ماشین» این روزها طرفداران  بسیار زیادی ایجاد کرده است و به عنوان یک راه حل قدرتمند و مقرون به صرفه برای انجام کارهای تکراری و اشتباه ­پذیر ظاهر شده است. بر خلاف نیروی انسانی که در بازرسی دقیق و سریع شکست می خورد و زمان و هزینه های قابل توجهی را متحمل می ­شود؛ بینایی ماشین می تواند همان کار را با سرعت و دقت باورنکردنی انجام دهد.

 کارایی سیستم های ماشین بینایی به شرح زیر است:

  • خودکارسازی وظایف تکراری و سخت، گردش کار یکپارچه را تضمین می‌کند و کارمندان برای ایجاد تفکر خلاق و حل مسئله وقت نمی‌گذارد.
  • هزینه های عملیاتی و نگهداری را به شدت کاهش می دهد و باعث صرفه جویی در ساعات کار نیروی انسانی می شود.
  • دقت بی نظیری را ارائه می دهد و حتی عیوب جزئی را نیز تشخیص می دهد.
  • دخالت انسان را به حداقل می رساند و در نتیجه احتمال آلودگی و خطا را از بین می برد.
  • می تواند کارهای خسته کننده را در محیط های خطرناک انجام دهد.

در سال 2017، MarketWatch پیش­ ­بینی کرد که ارزش بازار بینایی ماشین به ارزش 6.41 میلیارد دلار در سال 2017 و تا  سال 2023 به 13.53 میلیارد دلار برسد .این شواهد حاکی از آن است که  شرکت ها به طور فزاینده‌ای از بینایی ماشین برای دستیابی به سود بیشتر استفاده می کنند.

سیستم بینایی ماشین چگونه کار می‌کند؟ #

بیایید فرض کنیم سیستم بینایی ماشین ما محصولات را بازرسی می کند. در این سناریو، ابتدا حسگرها وجود محصولی را تشخیص می‌دهند. پس از تأیید این موضوع، سنسور دوربین را برای گرفتن تصویر و سیستم روشنایی را برای برجسته کردن ویژگی‌های آن فعال می‌کند. در مرحله بعد، یک دوربین این تصویر را می گیرد و آن را به یک خروجی دیجیتال ترجمه می کند. پس از ذخیره شدن در حافظه کامپیوتر، نرم افزار سیستم تصویر را بر اساس معیارهای از پیش تعیین شده تجزیه و تحلیل می کند. اگر محصول نتواند تست های کیفیت را پشت سر بگذارد، به طور خودکار مردود می شود.

انواع بینایی ماشین چه هستند؟ #

طیف گسترده ای از سیستم های بینایی ماشین در بازار موجود است که هر کدام با سطوح مختلف انعطاف پذیری، عملکرد و هزینه مشخص می شوند. انواع بینایی ماشین را می توان به سه دسته تقسیم کرد که به شرح زیر می باشد:

سیستم‌های بینایی ماشین مبتنی بر دوربین هوشمند

 سیستم‌های بینایی ماشین مبتنی بر رایانه‌های شخصی

سیستم‌های بینایی ماشین فشرده

  •  انواع

سیستم‌های بینایی ماشین مبتنی بر دوربین هوشمند

دوربین‌های هوشمند از یک حسگر، پردازنده و ورودی/خروجی در آرایش فشرده تشکیل شده‌اند که معمولاً بزرگ‌تر از یک دوربین صنعتی استاندارد نیست. این راه حل ها یک رابط کاربری ساده ارائه می دهند که عملیات بینایی ماشین را با حداقل آموزش تسهیل می کند. برای پیکربندی سیستم‌های بینایی ماشین برای کارهای بازرسی، یک کامپیوتر باید از طریق یک رابط شبکه به دوربین هوشمند متصل شود. این اتصال، با این حال، در طول زمان اجرا مورد نیاز نیست. مزیت اصلی دوربین های هوشمند طراحی جمع و جور و ارتباط آسان نتایج آن‌هاست.

سیستم‌های بینایی ماشین مبتنی بر رایانه‌های شخصی

سیستم‌های بینایی ماشین کلاسیک مبتنی بر رایانه شخصی یک رایانه صنعتی در قلب خود دارند که همه دستگاه‌های جانبی دیگر مانند: دوربین‌ها و چراغ‌ها را مدیریت کرده و با آن ارتباط برقرار می‌کند. پس از پردازش ورودی های دوربین ها و تجزیه و تحلیل اطلاعات از طریق نرم افزار، کامپیوتر تصمیمات را به دستگاه های دیگر منتقل می کند. هنگامی که الزامات برنامه نیاز به قدرت پردازش بالا، تعدادی دوربین یا پردازنده های اختصاصی FPGA دارند؛ سیستم های بینایی مبتنی بر رایانه شخصی وارد صحنه می شوند.

سیستم‌های بینایی ماشین فشرده

سیستم بینایی ماشین فشرده بسیار شبیه یک نسخه سبک تر از یک سیستم بینایی مبتنی بر رایانه شخصی است. این مبتنی بر فناوری پردازش تعبیه شده است و معمولاً شامل یک کارت گرافیک است که داده ها را گرفته و به یک دستگاه جانبی جداگانه مانند یک مانیتور خارجی برای مشاهده منتقل می کند. به طور کلی، سیستم های بینایی فشرده همچنین دارای یک رابط کاربری گرافیکی داخلی هستند که به راحتی با استفاده از صفحه نمایش لمسی یا ماوس قابل استفاده است. گاهی اوقات، سیستم‌های بینایی فشرده نه تنها ورودی‌های سطح اول مانند دوربین و ورودی‌ها را مدیریت می‌کنند؛ بلکه ورودی‌های تعبیه‌شده­ای نیز دارند.

کدام یک از انواع بینایی ماشین برای شما مناسب است؟ #

برای انتخاب بهترین نوع از انواع بینایی ماشین و برای رفع نیازهای شما، دانستن ویژگی های انواع سیستم بینایی ضروری است.

بینایی ماشین بر مبنای دوربین هوشمند

ساده ترین و مقرون به صرفه ترین نوع از انواع بینایی ماشین، سیستم ­های مبتنی بر دوربین های هوشمند هستند. این سیستم ها برای کاربردهای ساده تر توصیه می شود و راه اندازی و ارائه عملکردهای اساسی سیستم های بینایی در آن آسان است.

بینایی ماشین بر مبنای رایانه‌‌‌های شخصی

راه حل های مبتنی بر سیستم های PC بالاترین درجه انعطاف را ارائه می دهند و دارای عملکرد و قدرت محاسباتی بالایی هستند. این سیستم ها فضای قابل توجهی را اشغال می کنند و بسیار گران بوده و برای برنامه های پیچیده ای که نیاز به انجام چندین کار بازرسی با سرعت بالا دارند؛ توصیه می شود.

بینایی ماشین فشرده

سیستم های بینایی فشرده برای بررسی اتلاف گرما بسیار بهینه است. این نوع از انواع بینایی ماشین، استفاده از پردازنده های سریع را برای دستیابی به حداکثر عملکرد و در یک ساختار قوی و فشرده فعال می‌کند. همچنین، امکان عملکرد همزمان چندین دوربین را می دهد و برای برنامه های کاربردی کمتر توصیه می شود.

 

نتیجه گیری #

انواع بینایی ماشین و سیستم ­های مختلف آن، جریان کار درعملیات‌های خسته‌کننده و تکراری مانند موقعیت‌یابی، اندازه‌گیری، شمارش و تشخیص عیب را تضمین می‌کنند؛ که اگر به صورت دستی انجام شوند، می‌توانند ذهن را خسته کنند. برخی از مزایای برجسته آن عبارتند از: افزایش بهره وری، چرخش سریع تر،انطباق با استانداردها و انعطاف پذیری بالاتر. کنترل کیفیت عامل اصلی بکارگیری بینایی ماشین در صنایعی مانند خودروسازی، داروسازی و F&B است.

در این مقاله، سیستم‌های بینایی ماشین را به سه نوع عمده دسته‌بندی کردیم: سیستم بینایی مبتنی بر دوربین هوشمند، سیستم بینایی فشرده و سیستم بینایی مبتنی بر رایانه شخصی. هنگامی که یکی از انواع بینایی ماشین، به درستی اجرا می شود؛ اصلاح یا جایگزینی سیستم های بینایی ماشین می تواند زمان با ارزش شما و مقدار قابل توجهی پول را به شما تحمیل کند. بنابراین، ضروری است که قبل از پرش به فرآیند انتخاب، اهداف تجاری روشنی را تعیین کنید و خواسته های معقولی از سیستم های چشم انداز خود داشته باشید. ما به طور جامع انواع بینایی ماشین، ویژگی‌ها و محدودیت‌های آن‌ها را توضیح داده‌ایم تا به شما در انتخاب نوع مناسب سیستم برای برآورده کردن نیازهایتان کمک کنیم.

سیستم عامل های مناسب و اجزای مرتبط نیز باید با دقت انتخاب شوند. دوربین‌های مدرن داده‌ها را با سرعت بالا تولید می‌کنند و نرم‌افزار و محاسبات بالایی را می‌طلبد.

با در نظر گرفتن تمام الزامات از جمله عملکرد، دقت، مقیاس پذیری، رابط های ارتباطی و رابط های کاربری، و در نظر گرفتن تلاش های مالی و فنی، می توان راه حل عالی را از طیف محصولات جامع و با دقت انتخاب کرد. تیم متخصص ویراسنس با تجربه فنی و عملی خود این آمادگی را دارد راهنمایی لازم در انتخاب بهترین سیستم بینایی ماشین را به شما ارائه دهد و تجربه خود را در اختیار شما قرار دهد. شما می­ توانید برای دریافت مشاوره و راهنمایی با ما تماس بگیرید.

بینایی ماشین مبتنی بر حسگرها و دوربین‌های هوشمند

دوربین های هوشمند راه حل  خوبی  هستند که حسگر، پردازنده و ورودی/خروجی را در یک محفظه جمع و جور، که اغلب بزرگتر از یک دوربین صنعتی استاندارد نیست؛ ترکیب می کند. این محصولات یک رابط کاربری بصری ارائه می دهند که با آموزش به راحتی قابل درک است. برای پیکربندی سیستم بازرسی، یک رایانه جداگانه (یعنی لپ تاپ) مورد نیاز است که از طریق یک رابط شبکه به دوربین هوشمند متصل می شود؛ اما در طول زمان اجرا هیچ اتصالی به این رایانه لازم نیست. لوازم جانبی مانند I/O توسعه یافته، واحدهای نمایشگر یا ماژول های رابط توسعه یافته نیز در دسترس هستند.

البته استفاده از چندین دوربین هوشمند در یک برنامه برای حل کارهای پیچیده تر امکان پذیر است؛ اما از آنجایی که مزیت اصلی دوربین های هوشمند طراحی فشرده، یکپارچه و ارتباط آسان نتایج است؛ تمرکز اصلی استفاده از این محصولات باید بر این باشد که با حداقل تلاش محاسباتی تصویر را از دوربین استخراج کند و مستقیماً به سیستم منتقل شود. ممکن است اصطلاح سنسور هوشمند را نیز شنیده باشید؛ این دوربین‌ها بسیار شبیه به دوربین‌های هوشمند هستند؛ اما شامل اپتیک و روشنایی در یک واحد از پیش کالیبره شده هستند و اغلب ویژگی‌های کمتری دارند.

 

سیستم‌های بینایی ماشین مبتنی بر رایانه‌‌‌های شخصی

در مواردی که الزامات برنامه از نظر قدرت پردازش، تعداد و انواع دوربین ها فراتر از یک سیستم دید فشرده است؛ یا در جایی که پردازنده های اختصاصی FPGA مورد نیاز است؛ سیستم های بینایی اغلب بر اساس یک رایانه صنعتی در یک رک 19 اینچی یا یک پنل فشرده نصب شده است. واحد معماری Open bus مونتاژ سیستم های سفارشی و نصب کارت های رابط اضافی را تا آنجا که به نرم افزار کاربر مربوط می شود؛ امکان پذیر می ­کند. انتخاب گسترده ای از رابط های کاربری گرافیکی با استفاده آسان همراه با کتابخانه ­های برنامه نویسی برای توسعه برنامه های کاربردی سفارشی موجود است.

یک راه حل مبتنی بر سیستم های هوش مصنوعی بالاترین درجه انعطاف پذیری را ارائه می دهد، با این حال، باید در انتخاب سیستم عامل مناسب و اجزای انتخاب شده دقت کرد. دوربین‌های مدرن سرعت داده بالایی تولید می‌کنند و راه‌حل‌های نرم‌افزاری نیاز به قدرت محاسباتی بسیار زیادی دارند. با توجه به بارهای شدیدی که بر سیستم وارد می ­شود؛ ضروری است که سازگاری مطلق(سیستم بهینه و سفارشی سازی شده) برای اطمینان از یک راه حل موفق به دست آید. منبع یابی همه اجزا به طور جداگانه ریسک را افزایش می دهد و می تواند زمان قابل توجهی را ببرد.

سیستم ­های سفارشی بینایی ماشین ویراسنس به طور منحصر به فردی بر اساس سرویس یکپارچه سازی پیشرفته قرار گرفته است؛ دقیقاً جایی که ما اطمینان حاصل می کنیم که همه اجزا با هم پیکربندی، آزمایش و تایید شده باشند و به مشتری مزیت کم خطر یک سیستم بینایی فشرده همراه با انعطاف پذیری و قدرت پردازش بالا را می دهد.

سیستم های بینایی ماشین مبتنی بر رایانه سفارشی را می توان از طیف وسیعی از اجزای بینایی ماشین ارائه شده توسط ویراسنس پیکربندی کرد. برای کاربردهای استاندارد، سیستم‌های فشرده یا دوربین‌های هوشمند به دلیل کاهش پیچیدگی، هزینه کمتر و سازگاری اثبات‌شده، اغلب انتخاب بهتری هستند.

سیستم‌های بینایی ماشین فشرده

سیستم‌های بینایی ماشین مبتنی بر فناوری پردازش تعبیه‌شده هستند و پردازنده، رابط‌های ارتباطی صنعتی و پشتیبانی از دوربین‌های متعدد را در یک محفظه صنعتی قوی و فشرده ترکیب می‌کنند. این سیستم‌ها اتلاف گرما را بهینه می‌کنند و استفاده از پردازنده‌های سریع و با حداکثر کارایی را امکان‌پذیر می‌کنند و امکان عملکرد همزمان چندین دوربین را فراهم می‌کنند. سیستم‌های بینایی فشرده معمولاً شامل یک رابط کاربری گرافیکی داخلی هستند که می‌توان مستقیماً با صفحه نمایش لمسی یا ماوس و صفحه‌کلید کار کرد و تصاویر و نتایج زنده را می توان بر روی مانیتوری که مستقیماً به سیستم متصل است نمایش داد.

منابع #

اگر به اطلاعات بیشتری درباره انواع بینایی ماشین نیاز دارید؛ شما می ­توانید با خواندن این مقاله تخصصی اطلاعات مفیدی را بدست آورید.

https://www.vision-systems.com/knowledge-zone/article/14040180/types-of-machine-vision-systems

لینک کوتاه این مقاله:
امیرمحمد توحیدی
امیرمحمد توحیدی

ارسال دیدگاه

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.