0:00 / 0:00
Systemy wizyjne: Czym to jest?
Systemy wizyjne (MV) wykorzystują technologię rozpoznawania obrazów w zastosowaniach i procesach przemysłowych, gdzie konieczne jest wykonanie określonego działania lub osiągnięcie konkretnego wyniku w oparciu o przetwarzanie i analizę obrazu wykonywaną przez system wizyjny. Systemy wizyjne wykorzystują zarówno sprzęt, jak i oprogramowanie, aby wspierać procesy operacyjne, opierając się na obrazach rejestrowanych przez system. Systemy wizyjne mogą przetwarzać, analizować i mierzyć charakterystyczne cechy obiektu na podstawie zarejestrowanego obrazu. System wykorzystuje informacje z cyfrowego obrazu do podejmowania decyzji. Zasadniczo systemy wizyjne umożliwiają systemowi postrzeganie środowiska i wykonywanie obiektywnych pomiarów oraz podejmowanie decyzji, dlatego technologia ta jest pomocna i bardzo poszukiwana przez firmy do wykonywania zadań przemysłowych w sposób niezawodny i spójny.
Do czego można zastosować systemy wizyjne?
Systemy wizyjne mogą być wykorzystywane w wielu gałęziach przemysłu, od produkcji po ochronę zdrowia. Chociaż systemy wizyjne to technologia znana od dziesięcioleci, dopiero od stosunkowo niedawna mogą być wykorzystywane w szerokiej gamie zastosowań. Systemy wizyjne umożliwiają sprzętowi przemysłowemu widzenie i wykrywanie cech lub wad, zapewniając wskazówki operacyjne urządzeniom. Systemy wizyjne mogą następnie wykorzystywać pozyskane obrazy do podejmowania szybkich decyzji na podstawie tego, co widzą. Wiele firm polega na systemach wizyjnych do wizualnej inspekcji, kontroli procesów, kontroli materiałów, i nie tylko.
Obecnie przemysłowe systemy wizyjne odgrywają kluczową rolę w systemach kontroli i procesach wizyjnych, zwłaszcza w zastosowaniach przemysłowych wymagających jakiegokolwiek rodzaju wizualnego sprzężenia zwrotnego. Przemysłowe systemy wizyjne mogą być wykorzystywane do takich zadań, jak wykrywanie wad na przedmiotach, identyfikowanie obiektów, śledzenie obiektów, sortowanie produktów, rozpoznawanie wzorów i kolorów, wykrywanie pomyślnego lub niepomyślnego przebiegu procesu, i nie tylko.
Dzięki ciągłym postępom w technologii, takim jak uczenie się maszyn, uczenie głębokie i bardziej niezawodne oprogramowanie, przyszłość systemów wizyjnych jest pełna możliwości i coraz większej liczby zastosowań, które wcześniej były niemożliwe.
Aby dowiedzieć się więcej, przeczytaj artykuł Porównanie systemów wizyjnych i systemów rozpoznawania obrazów.
Jak działają systemy wizyjne?
1. Systemy wizyjne działają dzięki połączeniu sprzętu, oprogramowania i komponentów elektronicznych
Przemysłowe systemy wizyjne wykorzystują sprzęt taki jak kamery do widzenia, a także oprogramowanie do wyzwalania różnych działań w oparciu o analizę obrazu. Dostępne jest obecnie zaawansowane oprogramowanie systemów wizyjnych, które pomaga w tworzeniu niestandardowych aplikacji systemów wizyjnych, w zależności od potrzeb biznesowych i technologii oprogramowania, aby wspierać monitorowanie i zarządzanie przemysłowymi systemami wizyjnymi.
2. Systemy wizyjne wykorzystują informacje, które są pozyskiwane z obrazów cyfrowych, do podejmowania decyzji
Wyobraź sobie przemysłowe systemy wizyjne jako sposób na zapewnienie urządzeniom przemysłowym zdolności widzenia, analizowania tego, co widzą, i podejmowania działań w oparciu o tę analizę. Aby prawidłowo widzieć i wykrywać obiekty, przemysłowe systemy wizyjne często wymagają dobrego oświetlenia. Może to obejmować umieszczenie źródła światła w strategiczny sposób względem kamery systemu wizyjnego. Gdy obraz jest przetwarzany, systemy mogą być zaprogramowane do działania w określony sposób w zależności od ustawionych kryteriów. Jeśli systemy wizyjne wykryją wadę, można je zaprogramować tak, aby wykluczyć dany produkt z linii produkcyjnej.
3. Ciągłe innowacje w systemach wizyjnych zapewniają większą elastyczność i szersze możliwości automatyzacji
Obecnie systemy wizyjne są powszechnie akceptowane w wielu zastosowaniach, w tym w kontroli jakości i zautomatyzowanej inspekcji. Wynika to z postępu technologicznego, który doprowadził do zwiększenia liczby zastosowań rozwiązywanych przy użyciu systemów wizyjnych. Obejmują one kontrolę procesów i sortowanie optyczne, które obejmuje usuwanie niepożądanych substancji z materiałów sypkich. Inne zastosowania obejmują poruszanie się robotów, które wymaga pozycjonowania i orientacji przedmiotów do podniesienia przez ramię robota.
Jak dokładny jest systemy wizyjne?
Dokładność systemu wizyjnego zależy od rozdzielczości kamery, pola widzenia oraz rozmiaru obiektów, które system kontroluje lub monitoruje. Musimy wziąć pod uwagę, czy system wizyjny ogląda obiekt wielkości znaczka pocztowego, duży element wyposażenia (lub coś jeszcze większego, jak boisko do piłki nożnej), co może wpływać na dokładność systemów wizyjnych.
Na przykład, jeśli używasz systemu na dużym boisku piłkarskim, dokładność będzie mniejsza niż w przypadku patrzenia na obiekt w małym polu widzenia, takim jak znaczek pocztowy.
Dodatkowym czynnikiem jest rozdzielczość kamery, ile pikseli jest w stanie rozróżnić ten obraz? Kamera szuka zmian kontrastu wewnątrz samych pikseli, jeśli sąsiedni piksel zmienia poziomy jasności lub zmienia się intensywność, może to stać się progiem, a następnie można użyć oprogramowania do interpolacji w celu zwiększenia dokładności identyfikacji.
Jaka jest różnica między systemami wizyjnymi a ludzkim widzeniem?
Ludzkie widzenie wymaga koordynacji oczu i mózgu. Systemy wizyjne wykorzystują kamery i oprogramowanie do obserwowania, identyfikowania, rozróżniania i klasyfikowania przedmiotów według rozmiaru, koloru lub wzorów za pomocą rejestracji obrazu. Ludzkie widzenie wyróżnia się, gdy chodzi o jakościową interpretację czegoś złożonego i nieuporządkowanego oraz kojarzenie obrazów z emocjami. Z kolei systemy wizyjne sprawdzają się doskonale, jeśli chodzi o ilościowy pomiar ustrukturyzowanego środowiska. Dzieje się tak ze względu na szybkość, dokładność i powtarzalność systemów wizyjnych, z którą przeciętny ludzki wzrok może nie być w stanie dotrzymać kroku.
Jak szybko Przemysłowe systemy wizyjne mogą wykryć obiekt lub wadę?
Szybkość, z jaką przemysłowe systemy wizyjne są w stanie wykryć obiekt, cechy lub defekty, zależy od 3 podstawowych elementów, które idą w parze w kontekście przechwytywania i przetwarzania:
1. Frame rate czytnika FX1
2. Zdolności przetwarzania
3. Złożoność tej pracy
Klatkowa częstotliwość kamery odnosi się do tego, ile klatek na sekundę może ona zarejestrować. Po zrobieniu zdjęcia rozpoczyna się jego analiza przy użyciu funkcji rozpoznawania obrazu systemu.
Możliwości przetwarzania również odgrywają dużą rolę, co może zależeć od złożoności systemu i sposobu jego wykorzystania. Na przykład, czy korzysta Pan/Pani z systemów wizyjnych do pomiaru obiektów? Czy sprawdza Pan/Pani defekty, porównując przechwycone zdjęcie z kilkoma innymi zdjęciami znajdującymi się w bazie danych?
W dzisiejszych czasach inteligentne kamery są niezwykle zaawansowane, a architektury IT (Technologii Informacyjnych) stają się coraz bardziej złożone dzięki coraz inteligentniejszemu procesowi przechwytywania, wstępnego przetwarzania i przetwarzania danych.
Jak blisko lub daleko systemy wizyjne mogą widzieć podczas wykrywania obiektu?
Odległość, jaką systemy wizyjne mogą dostrzec, zależy od kombinacji optyki, podświetlenia, rozdzielczości i przysłony systemu kamerowego, które wszystkie są wymienne w zależności od wymaganego typu konfiguracji.
Głębia ostrości i ostrość ustawienia wpływają na to, jak skutecznie kamera może obrazować obiekt(y). Na przykład, w dużej głębi ostrości, która określa, co jest w ostrej i co nie (wszystko, co jest w ostrej to Twoja głębia ostrości). Na przykład, aby uzyskać dużą głębię ostrości, będzie to wymagało silnego podświetlenia i niższej przysłony (najszerszej możliwej), co w większości zastosowań zapewni dużą głębię ostrości. Dlatego podświetlenie i oświetlenie są niezwykle ważne w wielu zastosowaniach. Ma to również duży wpływ na rozdzielczość i jakość optyki.
Jakie są rodzaje systemów wizyjnych?
Istnieją zasadniczo dwa rodzaje systemów wizyjnych: pierwszym rodzajem jest inteligentna kamera, która stanowi połączenie sprzętu i oprogramowania w jednej „obudowie” w ramach jednego samodzielnego urządzenia. Inteligentne kamery są coraz bardziej popularne na rynku, ale mają ograniczoną pojemność, ponieważ sprzęt do przetwarzania jest stały.
Inny typ systemów wizyjnych to systemy, w których wykorzystuje się „głupie” kamery podłączone do sterownika, komputera osobistego lub przemysłowego albo do dedykowanej platformy stworzonej przez firmę. Te rodzaje Przemysłowe systemy wizyjne są bardziej elastyczne. Są one bardziej dostosowane do konkretnych funkcji, zaawansowanych zastosowań i bardziej wymagających zadań wykraczających poza możliwości inteligentnej kamery.
Jak systemy wizyjne są przydatne w zautomatyzowanej inspekcji?
1. Systemy wizyjne mogą zwiększyć jakość produktów udostępnianych na rynku i pomóc obniżyć koszty
Przemysłowe systemy wizyjne, które są wykorzystywane do inspekcji, pomagają identyfikować cechy lub wykrywać defekty obiektów, wady funkcjonalne i nieprawidłowości fizyczne w produktach, zwłaszcza w produkcji. Na przykład przemysłowe systemy wizyjne mogą być wykorzystywane do kontroli butelek lub pojemników oraz wykrywania wad. To pomaga zwiększyć ogólną jakość produktu, który trafia na rynek poza zakładem produkcyjnym lub fabryką.
2. Systemy wizyjne pomagają zoptymalizować operacje i zmniejszyć błędy ludzkie
Ludzkie oczy mogą się męczyć po wykonywaniu żmudnych zadań kontrolnych przez dłuższy czas. To może prowadzić do wzrostu liczby błędów. Z drugiej strony systemy wizyjne nie mają tego problemu. Zautomatyzowane przemysłowe systemy wizyjne są zazwyczaj dokładniejsze, bardziej niezawodne i nie męczą się podczas wykonywania kontroli wymagających powtarzalnych zadań. To zmniejszenie liczby błędów ludzkich i zwiększenie szybkości określonych zadań może pomóc w obniżeniu kosztów, zarówno pod względem finansowym, jak i czasowym.
Jakie są typowe zastosowania systemów wizyjnych?
Kontrola jakości i nadzór to zazwyczaj najważniejsze zastosowania. Przemysłowe systemy wizyjne mogą również zastąpić operatorów ludzkich, którzy mogliby wykonywać ręczne kontrole. Oto inne najważniejsze zastosowania i funkcje przemysłowych systemów wizyjnych:
1. Skanowanie bez użycia rąk w pozycji nad głową
Stały czytnik może odczytywać kody 1D/2D na produkcie, gdy operator ręcznie podaje produkt do czytnika.
2. Śledzenie w ruchu z wbudowanym skanowaniem
Stacjonarny skaner jest w stanie odczytać kody 1D/2D (jednowymiarowe/dwuwymiarowe), gdy produkt lub paczka przemieszcza się na taśmociągu.
3. Dbanie o obecność i jakość etykiety
Stacjonarny skaner może odczytać kody 1D/2D bezpośrednio po wydrukowaniu etykiety.
4. Potwierdź obecność i prawidłowe umieszczenie etykiety
Przemysłowe systemy wizyjne mogą sprawdzać następujące elementy:
- Poprawnie naklej etykietę (Materiały eksploatacyjne do drukowania)
- Właściwe rozmieszczenie etykiety
- Sortowanie według logo firmy kurierskiej
5. Integralność etykiety (wykrywanie obiektów)
System może przeprowadzić kontrolę jakości, sprawdzając obecność/brak nadruku (jakość druku). Pod względem funkcjonalności, przeszkolony model (kształt lub logo) musi znajdować się w obszarze przeszukiwania, a kontrola zostanie zakończona pomyślnie, gdy model będzie obecny w obszarze przeszukiwania. Te narzędzia mogą również mierzyć jasność lub wykonać zliczanie pikseli oraz stosować zestaw limitów do ustawienia kryteriów kontroli. Produkty, które przekroczą te wartości graniczne, nie przejdą kontroli.
6. Weryfikacja montażu (wykrywanie obecności/nieobecności)
Kamera wizyjna sprawdza wizualnie, czy wszystkie elementy składowe są obecne podczas montażu ręcznego i automatycznego. Pomaga to poprawić jakość, a jednocześnie zwiększyć produktywność i wydajność dzięki szybkiej i wyższej przepustowości.
Jakie są korzyści stosowania systemów wizyjnych?
Korzyści płynące z korzystania z przemysłowych systemów wizyjnych obejmują:
- Redukcja interakcji ludzkich i inspekcji z procesu
- Prędkość – średnio kamera może sprawdzać części znacznie szybciej niż człowiek
- Spójność kontroli – systemy wizyjne zapewniają większą spójność w porównaniu z kontrolą ludzką
- Zdolność do utrzymania wysokiego poziomu inspekcji w porównaniu z ludźmi (którzy, choć nadal są częścią procesu, mogą wykonywać to tylko przez krótki czas).
- Automatyzacja procesów – redukcja interakcji między ludźmi a maszynami
- Oprócz tego otrzymujesz również dane z obrazów, abyś mógł/mogła je zrozumieć. Na przykład, jeśli tworzysz część o długości 2 in i produkcja waha się między 2,25 in a 1,75 in , system może się nauczyć i zrozumieć, co się dzieje dzięki dostępnym danym produkcyjnym. To kluczowe dla pełnego zrozumienia, co dzieje się w procesach związanych z produkcją danej części. Zapewnia to automatyczne punkty danych oraz miliony punktów danych dotyczących produktów.
- Usprawnij inspekcje, obniż koszty, popraw jakość i wyeliminuj ludzki czynnik w produkcji
- Rozwiązania systemów wizyjnych zapewniają klientom większą elastyczność w ich operacjach
- Systemy wizyjne mogą odczytywać zarówno kody 1D, jak i 2D, a także wykonywać weryfikację jakości, sprawdzenie obecności i orientacji części, wykrywanie wad produktu, kontrolę kolorów oraz inne procesy inspekcji wizualnej
- Przemysłowe systemy wizyjne mogą rozpoznawać tekst (OCR), pismo odręczne (ICR), kody kreskowe (OBR) i optyczne znaki alfanumeryczne (OMR)
- Wizja komputerowa, niezależnie od tego, czy jest wykorzystywana w robotach czy w systemach kontroli jakości w procesach produkcyjnych, może przetwarzać obrazy lub filmy i inicjować odpowiednie działania
- Dzięki tym możliwościom systemy wizyjne mogą wykonywać szeroki zakres zadań, wykraczający daleko poza odczytywanie kodów kreskowych
- Systemy wizyjne potrafią rozpoznać zawartość standardowego pudełka kartonowego, kartonu lub innych pojemników, dlatego nadają się do zastosowań, w których opakowanie ma charakterystyczne cechy.
- Może określać rozmiary lub style, co czyni go skutecznym w wielu zastosowaniach w handlu detalicznym
