廠家對(duì)生產(chǎn)設(shè)備的要求是非常高的：可靠、高產(chǎn)量、零缺陷、靈活。但是，傳統(tǒng)的質(zhì)量檢測(cè)在可靠性、靈活性和檢出率方面往往存在缺陷，而且成本相對(duì)較高。如果通過人工進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，會(huì)變得非常耗時(shí)耗力，并且檢測(cè)準(zhǔn)確度不高。檢測(cè)情況越復(fù)雜，質(zhì)量保證就越具有挑戰(zhàn)性，與此同時(shí)，節(jié)省成本的潛力也就越大。
應(yīng)用
應(yīng)用工業(yè)相機(jī)進(jìn)行視覺檢測(cè)是走向自動(dòng)化的第一步。如果加入人工智能，實(shí)現(xiàn)100%自主學(xué)習(xí)檢測(cè)是可能的。具有多個(gè)檢測(cè)特征的復(fù)雜裝配體的下線測(cè)試表明，人工智能可以識(shí)別掌握要求很高的情況。奧地利Nordfels GmbH 公司開發(fā)了一臺(tái)自動(dòng)化具有自主學(xué)習(xí)能力的檢測(cè)器，可對(duì)任何類型的組件或裝配體進(jìn)行高準(zhǔn)確率的視覺檢測(cè)。機(jī)械臂、智能軟件和虹科的GigE Vision工業(yè)相機(jī)共同組成了這臺(tái)“深度學(xué)習(xí)檢測(cè)器”。
該系統(tǒng)可用于檢測(cè)內(nèi)燃機(jī)、傳動(dòng)裝置或消防泵以及電動(dòng)汽車的傳動(dòng)系統(tǒng)、電池系統(tǒng)或其他部件。所有由各種附件、電纜或軟管組成的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，必須檢查其完整性和正確性。這些系統(tǒng)部件通常是由許多復(fù)雜的獨(dú)立部件組成的復(fù)雜裝配體。人工組裝的零部件可能會(huì)出現(xiàn)各種無法預(yù)測(cè)的錯(cuò)誤需要記錄。對(duì)于“深度學(xué)習(xí)檢測(cè)器”來說沒有問題，它可以可靠地識(shí)別和評(píng)估各種測(cè)試對(duì)象，支持50多個(gè)不同的參數(shù)。
結(jié)合對(duì)應(yīng)的圖像集訓(xùn)練AI，借助訓(xùn)練的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，即使是復(fù)雜的檢測(cè)也可以完全自動(dòng)地進(jìn)行。隨著學(xué)習(xí)圖像數(shù)量的不斷增加，該系統(tǒng)不斷強(qiáng)化。為了簡(jiǎn)化深度學(xué)習(xí)算法的訓(xùn)練過程，該系統(tǒng)配備了人性化的界面。
友好的用戶界面
“原則上，一個(gè)機(jī)器人單元由相機(jī)和光源組成，安裝在機(jī)械臂上。有了這個(gè)單元，通過機(jī)器學(xué)習(xí)，逐個(gè)特征地接近，記錄和自動(dòng)評(píng)估。”— 諾德福斯有限公司首席執(zhí)行官EDMUND JENNER-BRAUNSCHMIED —
一個(gè)機(jī)器人單元由相機(jī)和光源組成，安裝在機(jī)械臂上
但在實(shí)際中，一臺(tái)檢測(cè)器中也可能使用多個(gè)機(jī)器人單元(手眼單元)。多個(gè)單元可以相互配合、協(xié)同工作。在“暗場(chǎng)協(xié)作功能”中，一個(gè)機(jī)器人-相機(jī)-照明的單元只負(fù)責(zé)另一個(gè)單元的照明，而第二個(gè)機(jī)器人-相機(jī)-照明單元負(fù)責(zé)采集圖像。這個(gè)功能非常有用，在某些場(chǎng)景下，使用側(cè)光相比于控制單元的標(biāo)準(zhǔn)漫反射入射光照明，可以更好地突出目標(biāo)對(duì)象特征。
下面再介紹一個(gè)多單元協(xié)作配合的例子。一個(gè)機(jī)器人單元協(xié)助另一個(gè)機(jī)器人單元，通過一根小棍子將測(cè)試對(duì)象的線纜、軟管等固定在側(cè)面，使得第二個(gè)機(jī)器人相機(jī)單元采集圖像可以不受干擾。
有了這個(gè)智能、靈活的系統(tǒng)，以前的耗費(fèi)大量時(shí)間、人力的下線測(cè)試，可以以一種經(jīng)得起未來考驗(yàn)的方式實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。
相機(jī)
每套系統(tǒng)配備一個(gè)虹科的GigE Vision相機(jī)。除了接口，Nordfels選擇相機(jī)型號(hào)的決定性因素是尺寸和傳感器。GV-5890SE采用了IMX226卷簾CMOS傳感器。索尼STARVIS系列的1200萬像素傳感器(4000×3000像素，像素大小為1.85μm)具有卓越的感光性和低噪點(diǎn)，全分辨率下的幀率為10fps。可通過以太網(wǎng)電纜供電，最長(zhǎng)可達(dá)100米。得益于傳感器的BSI(“背照式”)技術(shù)，該相機(jī)即使在低光條件下，采集的圖像也具有良好的效果。
“uEye相機(jī)應(yīng)用廣泛。從工業(yè)圖像處理中可以了解到，目標(biāo)對(duì)象特征可以通過經(jīng)典的灰度圖像進(jìn)行檢測(cè)。然而，也有一些特征需要依賴顏色信息進(jìn)行識(shí)別。此外，相機(jī)單元可以配有不同的光源，可以為圖像采集創(chuàng)造最佳的條件。”Edmund Jenner-Braunschmied解釋道。利用這個(gè)結(jié)構(gòu)可以進(jìn)行OCR讀取和代碼讀取，如二維碼。OCR識(shí)別也是通過深度學(xué)習(xí)來完成，而讀碼則是用傳統(tǒng)的圖像處理來完成。
展望
機(jī)器視覺的市場(chǎng)，特別是與機(jī)器人相關(guān)的部分，在各行各業(yè)的應(yīng)用都在不可阻擋地增長(zhǎng)。Nordfels 也面臨著這種趨勢(shì)。Jenner認(rèn)為，“無論是搬運(yùn)機(jī)還是檢測(cè)器，其組合應(yīng)用都是多種多樣的。除此之外，還有深度學(xué)習(xí)和機(jī)器學(xué)習(xí)提供新的可能性?！薄皩?huì)形成一個(gè)提供無限可能的技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)領(lǐng)域，但也需要大量的專業(yè)知識(shí)和多學(xué)科技能，最終以開發(fā)易于在生產(chǎn)中操作并以最高的工藝水平可靠運(yùn)行的系統(tǒng)?！眲?chuàng)新的系統(tǒng)集成商和機(jī)器制造商(如Nordfels)以及虹科同樣面臨這些挑戰(zhàn)。
（轉(zhuǎn)載）
