سیستم‌های بینایی مبتنی بر دوربین هوشمند چیست؟ و چرا مهم است؟

سیستم‌های بینایی مبتنی بر دوربین هوشمند چیست؟ و چرا مهم است؟

دوربین‌های هوشمند از یک سنسور، پردازنده و (ورودی/خروجی) در آرایش فشرده تشکیل شده اند که از نظر اندازه معمولاً از یک دوربین صنعتی استاندارد بزرگتر نیست. این راه‌حل‌ها یک رابط کاربری ساده و شهودی ارائه می‌دهند که عملیات را با حداقل آموزش آسان می‌کند. برای پیکربندی سیستم‌های بینایی ماشین برای کارهای بازرسی، یک کامپیوتر باید از طریق یک رابط شبکه به دوربین هوشمند متصل شود. با این حال این اتصال در طول زمان اجرا مورد نیاز نیست.

سیستم‌های بینایی مبتنی بر دوربین هوشمند

مزایا سیستم‌های بینایی مبتنی بر دوربین هوشمند #

  • ساده‌ترین و مقرون به صرفه‌ترین سیستم‌های بینایی مبتنی بر دوربین‌های هوشمند هستند.
  • برای کاربردهای ساده‌تر توصیه می‌شود.
  • طراحی جمع‌وجور و ارتباط آسان نتایج آن‌ها.
  • راه‌اندازی آسان و ارائه عملکردهای اساسی سیستم‌های بینایی به شکل فشرده.

#

دوربین‌های هوشمند تجهیزات کاربردی هستند که حس‌گر، پردازنده و ورودی/خروجی را در یک محفظه جمع‌وجور ترکیب می‌کنند که اغلب بزرگ‌تر از یک دوربین صنعتی استاندارد نیست.

دوربین‌ها و سنسورهای هوشمند #

دوربین‌های هوشمند تجهیزات کاربردی هستند که حس‌گر، پردازنده و ورودی/خروجی را در یک محفظه جمع‌وجور ترکیب می‌کنند که اغلب بزرگ‌تر از یک دوربین صنعتی استاندارد نیست. این محصولات یک رابط کاربری بصری ارائه می‌دهند که با آموزش به راحتی قابل درک است. برای پیکربندی وظیفه بازرسی، یک رایانه جداگانه (یعنی لپ تاپ) مورد نیاز است که از طریق یک رابط شبکه به دوربین هوشمند متصل می‌شود، اما در طول زمان اجرا هیچ اتصالی به این رایانه لازم نیست. لوازم جانبی مانند I/O گسترش یافته، واحدهای نمایشگر یا ماژول‌های رابط توسعه یافته نیز در دسترس هستند.

البته استفاده از چند دوربین هوشمند در یک برنامه برای حل کارهای پیچیده‌تر امکان‌پذیر است، اما از آن‌جایی‌که مزیت اصلی دوربین‌های هوشمند طراحی فشرده، یکپارچه سازی و ارتباط آسان نتایج است، تمرکز اصلی استفاده از این محصولات باید بر این باشد. در برنامه‌هایی که می‌توان تمام نتایج را با حداقل تلاش محاسباتی از تصویر دوربین استخراج کرد و مستقیماً به سیستم ارتباط داد ممکن است اصطلاح سنسور هوشمند را نیز بشنوید. این دوربین‌ها شباهت زیادی به دوربین‌های هوشمند دارند، با این تفاوت که دارای اپتیک و روشنایی در یک واحد از پیش کالیبره شده هستند و اغلب ویژگی‌های کمتری دارند.

محصولات دوربین هوشمند دیتالوژیک، سیستم‌های بازرسی بینایی ماشین صنعتی مستقل، همه منظوره و با برنامه‌نویسی بسیار انعطاف‌پذیر از طریق پلتفرم نرم‌افزار IMPACT اداره می‌شوند. سه سری از محصولات نیازهای قیمت و عملکرد متفاوتی را پوشش می‌دهند که به ترتیب می‌توان سری P سطح ابتدایی، سری A مقرون به صرفه و سری T بسیار قدرتمند را نام برد. دوربین‌های هوشمند سری P، A و T با مدل‌هایی از رزولوشن 640×480 پیکسل تا 5 مگاپیکسل، رتبه‌بندی صنعتی IP67، I/O مجزا، رابط‌های سریال و اترنت داخلی، می‌توانند راه‌حل مناسبی را برای دید ماشین شما ارائه دهند.

استفاده از سیستم‌های بینایی مبتنی بر دوربین هوشمند در صنعت #

سیسنم‌های بینایی مبتنی بر دوربین هوشمند
  • خودروسازی
  • تولید مواد غذایی و آشامیدنی – داروسازی
  • حمل و نقل و تدارکات پیک و بسته
  • مرکز توزیع مواد غذایی و خرده فروشی انبار
  • ساخت وسایل الکترونیکی

سیستم‌های بینایی مبتنی بر دوربین هوشمند یک فناوری پردازش تصویر است که دستگاه‌های خودکار را قادر می‌سازد تا اشیاء را در یک میدان دید محدود اسکن کنند همچنین جهت‌گیری آن‌ها را تفسیر کرده و بر اساس توالی‌های از پیش برنامه‌ریزی‌شده واکنش نشان دهد. سیستم‌های بینایی مبتنی بر دوربین هوشمند اغلب از یک سیستم بینایی ماشین با دیجیتالی کردن و انتقال فریم‌ها برای تجزیه و تحلیل رایانه‌ای پشتیبانی می‌کنند، اما برخی از دوربین‌های هوشمند نیز می‌توانند به عنوان سیستم‌های بینایی مستقل بدون تکیه بر تجهیزات پردازش خارجی عمل کنند.

برخلاف دوربین‌های صنعتی یا تجاری استاندارد، سیستم‌های بینایی مبتنی بر دوربین‌ هوشمند می‌توانند تصاویر دریافتی را رمزگشایی کنند و این امر باعث می‌شود کمتر به درک انسان وابسته باشند.  سیستم‌های بینایی مبتنی بر دوربین هوشمند می‌توانند یک فریم را دیجیتالی کنند، همچنین تشخیص می‌دهند که آیا باید آن را به یک سیستم محاسباتی جانبی مخابره کرد یا خیر، و در برخی موارد بدون توسل به تجزیه و تحلیل بیرونی، در مورد پاسخ مناسب به تصویر تصمیم می‌گیرند. دوربین‌ هوشمند دارای طیف وسیع‌تری از قابلیت‌ها نسبت به دوربین‌ سنتی است و می‌تواند عملیات خودکار نسبتاً پیچیده‌ای را انجام دهد.

اگر به مباحث بینایی ماشین علاقه‌مند هستید، ما به شما خواندن مقاله ” بینایی ماشین مبتنی بر رایانه شخصی چیست؟ و چرا مهم است؟ ” را پیشنهاد می کنیم.

سیستم‌های بینایی مبتنی بر دوربین هوشمند

مشخصات سیستم‌های بینایی مبتنی بر دوربین هوشمند #

بینایی ماشین معمولاً یک سیستم چند مرحله‌ای است که از دوربین‌های هوشمند در مراحل اولیه پردازش تصویر استفاده می‌کند. اگرچه یک دوربین هوشمند نمی‌تواند با پیچیدگی چشم انسان نظاره‌گر باشد، اما می‌تواند با بررسی خوشه‌های پیکسلی از طریق نرم‌افزار تشخیص الگو و نتیجه‌گیری ساده بر اساس دانش برنامه‌ریزی شده، بینایی را تقریب بزند. اجزای مورد استفاده برای انجام این کار عبارتند از:

  1. حس‌گرها: تجهیزات تشخیص تصویر، مانند یک دستگاه متصل به شارژ (CCD) یا یک نیمه هادی اکسید فلزی مکمل (CMOS)، که برآمدگی‌های لنز را به یک توالی ولتاژ تبدیل می‌کند، که به کمک آن می‌تواند دیجیتالی شده یا در حافظه ذخیره شود.
  2. مدار دیجیتال سازی: دستگاه تبدیلی که مجموعه‌ای از نقاط را بر روی یک تصویر ترسیم می‌کند و آن‌ها را برای ایجاد یک نمایش دیجیتالی به پیکسل تبدیل می‌کند.
  3. واحد پردازش مرکزی: یک CPU یا در برخی موارد یک پردازنده سیگنال دیجیتال (DSP) که برنامه‌های الگوریتمی را برای تفسیر کد تصویر دیجیتال اجرا می‌کند.
  4. سخت‌افزار ذخیره سازی: حافظه اولیه و ثانویه مانند RAM یا Flash که برای اجرای برنامه های CPU یا ضبط و ذخیره تصاویر برای استفاده در آینده استفاده می‌شود.
  5. فن‌آوری ارتباطی: روشی برای اتصال دوربین‌ها به دستگاه‌های خارجی است که یک سیگنال اترنت یا RS232 تصاویر رمزگذاری شده را برای تجزیه و تحلیل به رایانه ارسال می‌کند یا دستورالعمل‌ها را به تجهیزات واکنشی تحویل می‌دهد.
  6. دستگاه نورپردازی(LED): یک دستگاه روشنایی است که برای ثبت تصاویر واضح‌تر استفاده می‌شود.

قابلیت‌های سیستم‌های بینایی مبتنی بر دوربین هوشمند معمولاً از مدلی به مدل دیگر متفاوت است. برخی از انواع آن ممکن است همه اجزای فهرست شده را در خود جای دهند، در حالی که برخی دیگر فقط حس‌گرها، مدار دیجیتال و رابط ارتباطی لازم برای پشتیبانی از یک سیستم بینایی ماشین بزرگتر را حفظ می‌کنند.

#

در تولیدات صنعتی، سازندگان اغلب از دوربین‌های هوشمند برای اهداف بازرسی و تضمین کیفیت استفاده می‌کنند.

سیستم‌های بینایی مبتنی بر دوربین هوشمند درکنترل کیفیت صنعتی #

دوربین‌های هوشمند برای تعدادی از عملکردهای خودکار، چه مکمل سیستم بینایی ماشین چند قسمتی و چه به عنوان واحدهای پردازش تصویر مستقل، استفاده می‌شوند. سیستم‌های بینایی مبتنی بر دوربین‌ هوشمند به دلیل مقرون به صرفه بودن و سهولت استفاده نسبی، ممکن است گزینه موثری برای ساده کردن روش‌های اتوماسیون یا ادغام سیستم‌های بینایی در عملیات تولید باشند.

در تولیدات صنعتی، سازندگان اغلب از دوربین‌های هوشمند برای اهداف بازرسی و تضمین کیفیت استفاده می‌کنند. دوربین هوشمند را می‌توان طوری برنامه‌ریزی کرد که عیوب ساختاری یا جزئی، قطعات از دست رفته، قطعات معیوب یا تغییر شکل یافته و سایر انحرافات از طراحی مورد نظر را تشخیص دهد. اگر یک دوربین هوشمند با قابلیت پردازش به تجهیزات خودکار مناسب مانند بازوی رباتیک یا جمع کننده متصل شود، می‌تواند به دستگاه سیگنال دهد تا محصول معیوب را حذف کند. از طرف دیگر، دوربین می‌تواند محصول تغییر شکل یافته را برای حذف بعدی علامت‌گذاری کند.

از دوربین‌های هوشمند برای اندازه‌گیری صنعتی نیز استفاده می‌شود. با استفاده از حس‌گرها، دوربین می‌تواند ابعاد فیزیکی یک جزء را بدون تماس مستقیم تعیین و ضبط کند. بسته به سطح پیچیدگی سیستم بینایی، این اندازه‌گیری‌ها می‌تواند شامل تجزیه و تحلیل با دقت بالا و اسکن تدریجی باشد. توانایی تأیید ابعاد یک محصول نیز در تضمین کیفیت برای بررسی پایبندی به مشخصات طراحی استفاده می‌شود.

سیسنم‌های بینایی مبتنی بر دوربین هوشمند

کدخوانی و شناسایی #

خواندن کد و احراز هویت به ظرفیت پردازش کمتری نسبت به بازرسی محصول نیاز دارد، بنابراین مدل‌های دوربین هوشمند نسبتاً ساده می‌توانند چنین عملیاتی را انجام دهند. بارکد داده‌های قابل خواندن توسط ماشین را فراهم می‌کند که می‌تواند به سرعت توسط یک دوربین هوشمند اسکن شود، در نتیجه حجم بالایی از محصولات چاپ شده با کد را قادر می‌سازد تا با سرعت نسبتاً سریعی احراز هویت شوند. سیستم‌های مبتنی بر دوربین‌ هوشمند می‌توانند تأیید کنند که یک بارکد روی محصول مناسب اعمال شده است یا این‌که آیا کد حاوی داده‌های صحیح است یا خیر.

 

تشخیص نویسه نوری شکل پیچیده‌تری از خواندن کد است که برای شناسایی متن تایپ شده به دوربین‌های هوشمند نیاز دارد. سرعت احراز هویت ممکن است کمتر از خواندن بارکد باشد، اما با قدرت پردازش کافی، یک دوربین هوشمند می‌تواند متن را با دقت بالایی تجزیه و تحلیل کند. این می‌تواند برای اطمینان از این‌که مواد چاپی املا و ترتیب کلمات را نشان می‌دهند و برچسب‌های محصول با طراحی مطابقت دارند مفید باشد.

 

یک دوربین هوشمند می‌تواند هنگام کار با یک ابزار خودکار، اصلاح حرکت و تغییر موقعیت داده‌ها را ارائه دهد. دوربین می‌تواند از طریق یک شبکه با یک دستگاه روباتیک ارتباط برقرار کرده و به آن در مرتب سازی یا شناسایی قطعات کمک کند. این فرآیند با افزایش دقت دست‌کاری قطعات به بهبود کارایی خدمات خودکار کمک می‌کند.

کاربردهای دیگر سیستم‌های بینایی مبتنی بر دوربین‌ هوشمند #

از آن‌جایی‌که عملکرد دوربین هوشمند عمدتاً به ظرفیت پردازش تصویر آن بستگی دارد، دستگاه با نیازهای متعدد سازگار است. کاربران دوربین‌های هوشمند می‌توانند برنامه‌های نرم‌افزاری سفارشی را برای رفع نیازهای خاص بینایی ماشین، که می‌تواند از تضمین کیفیت محصول تا پشتیبانی اجرای قانون را شامل شود، توسعه داده یا خریداری کنند.

 

برخی از سیستم‌های بینایی ماشین یک شبکه حس‌گر بصری را تشکیل می‌دهند که از دوربین‌های هوشمند متعددی استفاده می‌کند که در مکان‌های خاصی قرار گرفته‌اند تا از یک شی یا منطقه واحد از چندین زاویه عکس بگیرند. این روش در شرایطی استفاده می‌شود که در آن تصاویر متعددی که با هم ترکیب شده اند مفیدتر از تصویر جداگانه‌ای هستند که هر دوربین به دست می‌آورد. شبکه‌های حس‌گر می‌توانند به طور موثر شرایط محیطی را رصد ، اجسام در حال حرکت را ردیابی کرده، یا نمایش سه بعدی تصاویر را شبیه سازی کنند.

 

منابع #

اگر به اطلاعات بیشتری درباره سیستم‌های بینایی مبتنی بر دوربین هوشمند نیاز دارید؛ شما می ­توانید با خواندن این مقاله تخصصی اطلاعات مفیدی را بدست آورید.

https://www.automate.org/industry-insights/smart-cameras-vs-pc-based-machine-vision-systems

لینک کوتاه این مقاله:
ویراسنس
ویراسنس

ارسال دیدگاه

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *