Il-viżjoni tal-magna hija l-fużjoni ta 'numru ta' teknoloġiji li jippermettu tagħmir industrijali jew ieħor awtomatizzat biex joħroġ mill-immaġini fehim avvanzat tal-ambjent li hemm. Mingħajr softwer tal-vista tal-magna, immaġini diġitali b'valuri ta 'kulur varji u intensitajiet ta' tonalità ma jkunu xejn ħlief ġabra sempliċi u mhux konnessa ta 'pixel għal tagħmir bħal dan. Il-vista tal-magna tippermetti kompjuter (ġeneralment imqabbad ma 'kontrollur tal-magna) biex jikxef truf u forom f'dawn l-immaġini sabiex jippermetti proċessur ta' livell ogħla jirrikonoxxi oġġett immirat minn qabel. L-immaġini f'dan is-sens mhumiex limitati għal immaġini fotografiċi fl-ispettru viżibbli; Jistgħu jinkludu wkoll immaġini miksuba bl-użu ta 'sinjali infra-aħmar, laser, x-ray u ultrasoniku.
F'ambjenti industrijali, huwa pjuttost komuni li l-applikazzjonijiet tal-vista tal-magni jirrikonoxxu partijiet speċifiċi mill-ħafna partijiet imqiegħda fl-imbarazz ta 'bins materjali. Hawnhekk, Machine Vision tgħin ir-robot pick-and-post awtomatikament aqbad il-partijiet korretti. M’għandniex xi ngħidu, jekk il-partijiet huma kollha rranġati sewwa fl-istess orjentazzjoni fuq pallet, ikun relattivament sempliċi li tagħrafhom b’reazzjoni tal-immaġini. Madankollu, algoritmi qawwija tal-vista tal-magna jistgħu jirrikonoxxu oġġetti li huma fuq distanzi differenti mill-kamera (u għalhekk jidhru bħala immaġini ta 'daqs differenti fuq is-senser tal-immaġini) kif ukoll oġġetti li mhumiex orjentati fl-istess direzzjoni bħall-kamera.
L-iktar sistemi sofistikati tal-vista tal-magna ppermettew disinji emerġenti li huma ferm iktar kumplessi milli jtellgħu partijiet mill-bins; Pereżempju, jista 'jkun hemm l-ebda identifikazzjoni aktar kumplessa minn karozza li ssuq waħedha.
Tekniki relatati mal-viżjoni tal-magna
It-terminu viżjoni tal-magna xi kultant huwa riservat għal referenza għal metodi matematiċi aktar sofistikati u effiċjenti li jistgħu jestrattaw informazzjoni mill-immaġini. B'kuntrast, it-terminu viżjoni tal-kompjuter tipikament jiddeskrivi s-sistemi aktar moderni, komputazzjonali li jinkludu approċċi ta 'kaxxa sewda li jużaw tagħlim tal-magni jew intelliġenza artifiċjali (AI). Madankollu, il-vista tal-magna tista 'tintuża wkoll bħala terminu li jinkludi l-metodi kollha ta' estrazzjoni ta 'informazzjoni ta' livell għoli minn immaġini; F'dan il-każ, il-viżjoni tal-kompjuter tiddeskrivi t-teorija sottostanti tagħha ta 'operazzjoni.
Tekniki li jistgħu jestrattaw tifsira ta 'livell għoli minn immaġini naraw. Fil-komunità tar-riċerka, tekniki bħal dawn ħafna drabi huma meqjusa distinti mill-viżjoni tal-magna. Fir-realtà, madankollu, kollha huma modi differenti ta 'implimentazzjoni tal-viżjoni tal-magna ... u huma jikkoinċidu f'ħafna każijiet.
L-ipproċessar tal-immaġini diġitali huwa forma ta 'proċessar tas-sinjal diġitali li jinvolvi titjib tal-immaġini, restawr, kodifikazzjoni u kompressjoni. Il-vantaġġi fuq l-ipproċessar tal-immaġini analogu huma l-minimizzazzjoni tal-istorbju u d-distorsjoni kif ukoll il-għadd kbir ta 'algoritmi disponibbli. Wieħed mill-ewwel tipi ta 'titjib tal-immaġini ntuża biex jikkoreġi l-ewwel immaġini mill-qrib tal-wiċċ Lunar. F'dan il-proċess, intużaw immappjar fotogrammetriku kif ukoll filtri tal-ħoss u saru korrezzjonijiet għal distorsjonijiet ġeometriċi kkawżati mill-allinjament tal-kamera tal-immaġini mal-wiċċ tal-lunari.
It-tisħiħ tal-immaġini diġitali ġeneralment jinvolvi li jiżdiedu l-kuntrast u possibbilment korrezzjonijiet ġeometriċi għall-vista ta 'angoli u tgħawwiġ tal-lenti. Il-kompressjoni ta 'spiss tinkiseb billi jiġu approssimati sinjali kumplessi bħala kombinazzjoni ta' funzjonijiet ta 'kosine - trasformazzjoni ta' Fourier magħrufa bħala t-trasformazzjoni diskreta ta 'cosine (DCT). Il-format tal-fajl JPEG huwa l-iktar applikazzjoni komuni tad-DCT. Ir-restawr tal-immaġini jista 'wkoll juża t-trasformazzjoni ta' Fourier biex tneħħi l-istorbju u ċċajpar.
Il-fotogrammetrija tuża xi tip ta 'rikonoxximent tal-karatteristiċi biex tiġi estratt kejl mill-immaġini. Dawn il-kejl jistgħu jinkludu informazzjoni 3D meta immaġini multipli tal-istess xena jiġu akkwistati minn postijiet differenti. Is-sistemi fotogrammetriċi l-aktar sempliċi jużaw skala biex tkejjel id-distanza bejn żewġ punti f'immaġni. Biex tagħmel dan, ħafna drabi huwa meħtieġ li tinkludi skala ta 'referenza magħrufa fl-immaġni.
Id-detezzjoni tal-karatteristiċi tippermetti lill-kompjuter jirrikonoxxi truf, kantunieri jew punti fl-immaġni. Dan huwa l-ewwel pass meħtieġ għall-fotogrammetrija u għar-rikonoxximent tal-oġġetti u l-iskoperta tal-mozzjoni.BLob tidentifika żoni bi truf li huma bla xkiel wisq għall-iskoperta tat-tarf jew tal-kantuniera.
Ir-rikonoxximent tal-mudell jintuża biex jirrikonoxxi oġġetti speċifiċi. Fl-aktar każ sempliċi, dan jista 'jfisser li tinstab parti mekkanika speċifika definita sew fuq ċinturin tal-conveyor.
Ir-rikostruzzjoni 3D tiddetermina l-forma 3D ta 'oġġett minn immaġni 2D. Din il-karatteristika tista 'tiġi realizzata permezz ta' metodi fotogrammetriċi. F'dan il-każ, l-għoli tal-karatteristiċi komuni (determinati f'immaġini minn punti ta 'osservazzjoni differenti) huma determinati bl-użu ta' trijangolazzjoni. Ir-rikostruzzjoni 3D hija possibbli wkoll bl-użu ta 'immaġini 2D biss; Hawnhekk, is-softwer jispjega wkoll ir-relazzjonijiet ġeometriċi bejn truf jew żoni bil-griż.
Il-bnedmin jistgħu jerġgħu jibnu kubi sempliċement billi jipproċessawhom fil-moħħ tagħhom billi jużaw il-linja - billi jużaw ċrieki bil-griż biex jibnu mill-ġdid l-isferi. Id-dell juri l-inklinazzjoni tal-wiċċ. Madankollu, dan il-proċess ta 'derivazzjoni huwa ferm iktar kumpless milli wieħed jista' jaħseb, peress li d-dell huwa parametru b'dimensjoni waħda, filwaqt li l-inklinazzjoni sseħħ f'każ b'żewġ dimensjonijiet. Dan jista 'jwassal għal sitwazzjonijiet ambigwi - fatt validat mill-arti li juru oġġetti fiżikament impossibbli.
Kif il-kompiti tal-vista tal-magna huma sekwenzjati
Bosta sistemi tal-vista tal-magni jinkorporaw it-tekniki ta 'hawn fuq b'mod inkrimentali billi jibdew b'operazzjonijiet ta' livell baxx u mbagħad jimxu lejn operazzjonijiet ta 'livell ogħla. Fl-inqas livell, il-pixel kollha ta 'immaġni huma maħżuna bħala dejta ta' bandwidth għolja. Kull operazzjoni fis-sekwenza mbagħad tirrikonoxxi l-karatteristiċi tal-immaġni u tirrappreżenta l-informazzjoni ta 'interess b'ammont relattivament żgħir ta' dejta.
L-ewwel hija t-tħaddim ta 'livell baxx tat-titjib tal-immaġini u r-restawr segwit minn skoperta ta' fatturi. Għalhekk fil-każ tal-użu ta 'sensuri multipli, l-operazzjonijiet ta' livell baxx jistgħu jitwettqu permezz ta 'proċessi mqassma speċjalizzati għal sensuri individwali. Ladarba l-karatteristiċi jiġu skoperti f'immaġini individwali, tista 'titwettaq fotogrammetrija aktar avvanzata - bħal ma' kwalunkwe rikonoxximent tal-oġġett jew kompitu ieħor li jiddependi fuq dejta kkombinata minn immaġini u sensuri multipli.
Algoritmi diretti għall-komputazzjoni u t-tagħlim
Fil-każ tal-viżjoni tal-magna, il-komputazzjoni diretta hija sett ta 'funzjonijiet matematiċi definiti mill-programmatur. Dawn il-funzjonijiet jieħdu inputs bħal valuri tal-pixel tal-immaġni u jipproduċu outputs bħal koordinati tat-tarf tal-oġġett. B'kuntrast, l-algoritmi ta 'tagħlim mhumiex miktuba direttament mill-bnedmin, iżda huma mħarrġa fuq eżempju ta' settijiet ta 'data li jikkorrelataw l-inputs mal-outputs mixtieqa. Bħala riżultat, algoritmi ta 'tagħlim jintużaw bħala kaxex suwed. Ħafna tagħlim tal-magni bħal dawn issa juża tagħlim fil-fond ibbażat fuq netwerks newrali artifiċjali għall-komputazzjoni.
Tagħlim tal-magni sempliċi għal applikazzjonijiet industrijali għandu tendenza li jkun aktar affidabbli u inqas komputazzjonali meta jkun ibbażat fuq komputazzjoni diretta. M’għandniex xi ngħidu, hemm limiti għal dak li jista ’jinkiseb permezz ta’ komputazzjoni diretta. Pereżempju, wieħed qatt ma għandu jittama li jwettaq uċuħ biex jirrikonoxxi x-xejriet ta 'rikonoxximent avvanzati meħtieġa, u speċjalment mhux minn filmati tal-vidjow fi spazji pubbliċi iffullati. B'kuntrast, it-tagħlim bil-magni jista 'jimmaniġġa b'ħila tali applikazzjonijiet. Għalhekk mhuwiex sorprendenti li t-tagħlim bil-magni qed jiġi skjerat dejjem aktar għal operazzjonijiet ta 'viżjoni tal-magna ta' livell baxx, speċifikament it-titjib tal-immaġini, ir-restawr u l-iskoperta tal-karatteristiċi.
Metodi mtejba ta 'tagħlim (mhux algoritmi)
Is-sofistikazzjoni dejjem tiżdied ta 'tekniki ta' tagħlim fil-fond għamlitha ċara li mhumiex l-algoritmi ta 'tagħlim infushom li għandhom bżonn jittejbu, iżda pjuttost il-mod li bih l-algoritmi huma mħarrġa. Proċedura ta 'taħriġ imtejba hija magħrufa bħala viżjoni tal-kompjuter iċċentrata fuq id-dejta. Hawnhekk, sistema ta 'tagħlim fil-fond taċċetta sett ta' taħriġ b'saħħtu ħafna li jikkonsisti f'eluf, miljuni, jew saħansitra biljuni ta 'immaġini - u mbagħad jiffranka l-informazzjoni sintetizzata estratta minn kull immaġni mill-algoritmi tagħha. Dawn l-algoritmi jitgħallmu b'mod effiċjenti billi jgħaqqduhom ma 'eżempji ta' ħidma, u mbagħad jirreferu għal "ktieb ta 'tweġiba" biex jivverifikaw li l-valuri korretti ġew derivati.
Hemm storja ta 'prudenza antika dwar ir-rikonoxximent tal-mudell diġitali. Il-militar tal-Istati Uniti darba kien maħsub biex juża viżjoni tal-magna għar-rikonoxximent fil-mira, u dimostrazzjoni tal-kuntrattur tad-difiża identifikat b'mod affidabbli kemm it-tankijiet tal-Istati Uniti kif ukoll tar-Russja. Tankijiet ta 'kull tip differenti jistgħu jiġu distinti b'mod korrett, wieħed wara l-ieħor, mir-ritratti mill-ajru tal-fornitur. Madankollu, meta ttestjat mill-ġdid bil-librerija tal-immaġini tal-Pentagon stess, is-sistema baqgħet tagħti tweġibiet mhux korretti. Il-problema kienet li l-istampi tal-kuntratturi tad-difiża kollha juru t-tankijiet Amerikani fid-deżert u t-tankijiet Russi fuq għelieqi ħodor. Minflok ma tidentifika t-tankijiet differenti, is-sistema identifikat l-isfond ikkulurit differenti. X'inhuma l-kriterji ta 'rikonoxximent? L-algoritmi ta 'tagħlim jeħtieġu data ta' taħriġ ikkurat bir-reqqa biex taħdem.
Konklużjoni: Viżjoni sigura għal xogħol ta 'xogħol robotiku
Il-viżjoni tal-magna m'għadhiex teknoloġija niċċa. Fl-ispinta attwali, is-settur industrijali huwa l-akbar żona ta 'tkabbir għall-iskjerament tal-vista tal-magna. L-iżvilupp l-iktar notevoli f'dan il-qasam huwa kif il-viżjoni tal-magna issa qed timla sistemi ta 'sigurtà f'impjanti industrijali, jiġifieri, sistemi li jdoqq allarm jew jagħtu notifiki tal-vuċi meta ħaddiem jidħol f'żona ta' xogħol mingħajr elmu, maskra, jew tagħmir protettiv ieħor xieraq. Il-vista tal-magna tista 'tintuża wkoll f'sistemi li javżaw meta tiċċaqlaq il-makkinarju, bħal forklifts, tersaq viċin wisq tal-persunal.
Dawn u sistemi simili ta 'viżjoni tal-magni jistgħu xi kultant jissostitwixxu miżuri protettivi iebsa madwar robots industrijali biex jagħmlu l-operazzjonijiet aktar effiċjenti. Is-sistemi tal-vista tal-magni jistgħu wkoll jissostitwixxu jew isaħħu s-sistemi ta ’sigurtà bbażati fuq il-makkinarju li jwaqqaf id-dawl kull meta ħaddiem jiġi skopert jidħol fiċ-ċellula tax-xogħol. Meta l-viżjoni tal-magna tissorvelja l-art tal-fabbrika madwar ċellula tax-xogħol, ir-robots f'dik iċ-ċellula għandhom il-potenzjal li jnaqqsu gradwalment hekk kif in-nies javviċinaw.
Hekk kif id-disinn ta 'ambjenti industrijali jevolvi biex jakkomoda robots kollaborattivi u tagħmir ieħor tax-xogħol li jippermetti lill-persunal tal-pjanti jimxi madwar mingħajr periklu (anke waqt li t-tagħmir ikun għaddej), dawn u sistemi oħra bbażati fuq il-vista tal-magna se jsiru parti aktar komuni tal-proċessi tal-pjanti.