A gépi látás a számítógépes látás alkalmazása az iparban és a gyártásban. Míg a számítógépes látás olyan általános technikák összessége, amelyek lehetővé teszik a számítógépek számára, hogy lássanak, a gépi látás, mint mérnöki ág érdeklődési területe a digitális bemeneti/kimeneti eszközök és számítógépes hálózatok, amelyeket gyártóberendezések, például robotkarok vagy gépek vezérlésére terveztek. hibás termékek kitermelése. A gépi látás a mérnöki tudománynak a számítástechnikával, optikával, gépészettel és ipari automatizálással kapcsolatos alszekciója. A gépi látás egyik leggyakoribb alkalmazása ipari termékek, például félvezető chipek, autók, élelmiszerek és gyógyszerek ellenőrzése. Az összeszerelő sorokon dolgozók megvizsgálták a termék egyes részeit, következtetéseket vonva le a kivitelezés minőségére vonatkozóan. Az erre a célra szolgáló gépi látórendszerek digitális és intelligens kamerákat , valamint képfeldolgozó szoftvereket használnak hasonló ellenőrzések elvégzésére.
A gépi látórendszerek speciális feladatok elvégzésére vannak programozva, mint például a szállítószalagon lévő tárgyak megszámlálása, a sorozatszámok leolvasása vagy a felületi hibák keresése. A gépi látás alapú vizuális ellenőrző rendszer előnyei a nagy sebesség, a megnövekedett forgalom, a 24 órás működés és az ismételhető mérési pontosság. Ezenkívül a gépek előnye az emberekkel szemben a fáradtság, a betegség vagy a figyelmetlenség hiánya. Az emberek azonban rövid ideig finom érzékeléssel rendelkeznek, és nagyobb rugalmassággal rendelkeznek az osztályozás és az új hibák keresésére való alkalmazkodás során.
A számítógépek nem „látnak” ugyanúgy, mint az emberek. A kamerák nem egyenértékűek az emberi látórendszerrel, és míg az emberek sejtésekre és feltételezésekre hagyatkozhatnak, addig a gépi látórendszereknek úgy kell "látniuk", hogy megvizsgálják a kép egyes képpontjait, feldolgozzák azokat, és megpróbálnak következtetéseket levonni egy tudásbázisból és egy sor képpontból. funkciók, mint például az eszközminta felismerés. Míg egyes gépi látási algoritmusokat az emberi vizuális észlelés utánzására fejlesztettek ki, számos egyedi technikát fejlesztettek ki a képek feldolgozására és a releváns képtulajdonságok meghatározására.
Míg a gépi látás a számítógépes látás ipari alkalmazásokban történő alkalmazásának folyamata, hasznos az általánosan használt hardver- és szoftverkomponensek felsorolása. Egy tipikus gépi látórendszer-megoldás a következő összetevők közül többet tartalmaz:
Az időérzékelő érzékeli, ha a szállítószalagon gyakran mozgó alkatrész olyan helyzetben van, hogy ellenőrizni kell. Az érzékelő elindítja a kamerát, hogy készítsen képet egy részletről, amikor az áthalad a kamera alatt, és gyakran szinkronizálja a fényimpulzust, hogy éles képet készítsen. A részletek kiemelésére használt világítás célja, hogy kiemelje az érdeklődésre számot tartó elemeket, és elrejtse vagy minimalizálja a nem érdekes elemeket (például árnyékok vagy tükröződések). Erre a célra gyakran megfelelő méretű és pozíciójú LED paneleket használnak.
A kamerából származó kép a keretbefogóba vagy a számítógép memóriájába kerül olyan rendszerekben, ahol nem használják a keretbefogót. A frame grabber egy digitalizáló eszköz (az intelligens kamera részeként vagy külön táblaként a számítógépben), amely a kamera kimenetét digitális formátumba (általában a fényintenzitás szintjének megfelelő kétdimenziós számsorrá) alakítja. a látómező egy bizonyos pontjáról, amelyet pixeleknek neveznek), és a képeket úgy rendezi el a számítógép memóriájában, hogy azokat a gépi látás szoftvere feldolgozhassa.
A szoftver általában több lépésen megy keresztül a képek feldolgozásához. A képet gyakran először feldolgozzák a zaj csökkentése vagy a szürke sok árnyalatának a fekete-fehér egyszerű kombinációjává alakítása érdekében (binarizálás). A kezdeti feldolgozás után a program megszámolja, megméri és/vagy meghatározza a kép objektumait, méretét, hibáit és egyéb jellemzőit. Utolsó lépésként a program kihagyja vagy elutasítja az alkatrészt a megadott kritériumoknak megfelelően. Ha az alkatrész hibás, a szoftver jelet küld a mechanikus eszköznek az alkatrész elutasítására; Egy másik forgatókönyv szerint a rendszer leállíthatja a gyártósort, és figyelmeztetheti az emberi dolgozót, hogy oldja meg a problémát, és jelentse, mi vezetett a meghibásodáshoz.
Míg a legtöbb gépi látórendszer "fekete-fehér" kamerákon alapul, a színes kamerák használata egyre gyakoribb. Emellett egyre több gépi látórendszer használ közvetlenül csatlakoztatott digitális kamerát, nem pedig külön képrögzítővel rendelkező kamerát, ami csökkenti a költségeket és egyszerűsíti a rendszert.
A beágyazott processzorral rendelkező „okos” kamerák egyre nagyobb részt foglalnak el a gépi látás piacán. A beágyazott (és gyakran optimalizált) processzorok használata szükségtelenné teszi a frame grabber kártyát és a külső számítógépet, csökkentve a rendszer költségét és bonyolultságát azáltal, hogy minden egyes kamerához feldolgozási teljesítményt biztosít. Az intelligens kamerák általában olcsóbbak, mint a kamerából, tápellátásból és/vagy külső számítógépből álló rendszerek, miközben az integrált processzor és a DSP teljesítményének növelése gyakran hasonló vagy jobb teljesítményt és több funkciót ér el, mint a hagyományos PC-k.
A kereskedelmi és nyílt forráskódú gépi látás szoftvercsomagok általában számos képfeldolgozási technikát tartalmaznak, mint például:
A legtöbb esetben a gépi látórendszerek ezen feldolgozási módszerek következetes kombinációját alkalmazzák a teljes felmérés elvégzéséhez. Például egy vonalkódot olvasó rendszer képes ellenőrizni a felületet karcolások vagy sérülések szempontjából, és megméri a feldolgozott alkatrészek hosszát és szélességét.
A gépi látás alkalmazása sokrétű, és különböző tevékenységi területeket fed le, beleértve, de nem kizárólagosan a következőket:
Az autóiparban gépi látórendszereket használnak az ipari robotok irányítására, valamint a festett autófelületek, hegesztések, motorblokkok és sok más alkatrész hibáinak ellenőrzésére.
A gépi látás az iparban és a gyártásban használt automatizált vizualizációs rendszerek tervezésére utal, és mint ilyen, a gépi látás a számítástechnika számos területéhez kapcsolódik: számítógépes látás, vezérlőberendezések, adatbázisok, hálózati rendszerek és gépi tanulás.
Ne keverje össze a gépi és a számítógépes látást. A számítógépes látás általánosabb, míg a gépi látás a gyártási feladatokhoz kapcsolódó mérnöki tudományág.