Beágyazott gépi látás – Mit jelent, és miért lesz jó?

Mindennapi életünket meghatározzák az egyre kisebbé és erősebbé váló elektronikus eszközeink, és e trend alól a gépi látás hardverek és technológia sem lett kivétel.

A klasszikus gépi látás rendszerek két fő komponense az ipari kamera és a PC. A technológia hajnalán, az itt használt kamerák mérete egy literes tejesdoboz dimenzióihoz közelített, a képfeldolgozó ipari számítógépek pedig a tornatermekből ismerős zsámolyok súlyával és méretével büszkélkedhettek. Mondani se kell, hogy ezek a rendszerek akkoriban rendkívül költségesnek számítottak.

Az idő múlásával ezek az eszközök egyre kisebbé és olcsóbbá váltak. Ma az ipari PC már kiváltható mini PC-vel vagy akár egykártyás számítógéppel, a tejesdoboz méretű kamerák pedig összezsugorodtak egy postai bélyeg szintjére, köszönhetően a már burkolat nélkül kapható, board level kameráknak. Ez a két fejlődési irány tette lehetővé a rendkívül kompakt rendszerek megalkotását specifikus gépi látás alkalmazásokhoz. Az ilyen rendszereket nevezzük beágyazott gépi látás rendszereknek.

pc-vs-embedded

Ezek a rendszerek a PC alapú elődjeikhez képest nem általános képfeldolgozó feladatokat látnak el, hanem minden rendszer egy-egy specifikus gép látás feladatot. Ezt az tesz lehetővé, hogy  míg a standard PC-k általános képességeik miatt sok felesleges kapacitással rendelkeznek, ezek a rendszerek csak annyival és azzal, amit a feladat igényel. Ezzel az optimalizálással érhető el a kis méret és súly, az alacsony darabköltség és energiafogyasztás.

És hogy hol találkozhatunk majd ezekkel a rendszerekkel? Az önvezető autóknak már ma is elengedhetetlen eleme a beágyazott gépi látás, a jövőben pedig ilyen rendszerek kerülhetnek a boltok automoata mérlegeibe, mobil orvosi eszközökbe, például szem és bőrvizsgáló készülékekbe. További méretcsökkenést követően pedig a hordható rendszerekre is széles körű elterjedés vár.

A jövő ABC-je: kassza, kasszás és sorok nélkül

Az Amazon az online kereskedelem után az offline boltokra fordítja vigyázó tekintetét, ennek legújabb bizonyítéka a Seattle-ben most nyílt Amazon Go élelmiszerbolt. Persze  ne egy sima sarki abc-t képzeljünk magunk elé, hiszen mégiscsak az egyik legnagyobb újításokkal szolgáló vállalatról beszélünk.

Az egyelőre csak béta teszt alatt lévő, Amazon alkalmazottak számára elérhető boltban ugyanis hiába keresnénk kosarunkkal a kasszasort, csak zavartan forgólódnánk, mert úgy néz ki, hogy a gépi látás technológiával és egyéb szenzorok segítségével sikerült kiváltani a pénztárakat, ezáltal pedig megszűntetni  az időrabló sorban állást és a búval bélelt pénztárasokat.

Az újításoknak köszönhetően belépéskor mindössze az Amazon Go app által generált egyedi QR kódot kell beszkennelni, utána már csak a táskánkba kell bepakolni a kiválasztott cikkeket, majd lazán kisétálni a boltból. Persze a fizetés nem marad el, a vásárolt termékek árát távozás után terhelik rá Amazon fiókunkra.

Természetesen a kényelemnek ára is van, a vásárlók minden egyes lépését és mozdulatát kamerák tucatjai figyeli és elemzi, mellyel egyrészt azonosítani tudják a kiválasztott cikeket, másrészt az Amazon adatokat tud gyűjteni rólunk, hogy még inkább személyre szabott hirdetéseket kapjunk, amint újra online leszünk.

Az üzletet 2017 elején tervezik megnyitni a nagyközönség előtt, és használatához elég lesz egy Amazon fiók, és egy megfelelő mobilra letöltött ingyenes app.

Imaginghub – online közösség a beágyazott gépi látás rendszerek érdeklődőinek

Idén ősszel indult útjára a beágyazott gépi látás érdeklődői számára készített új online közösségi tér, az Imaginghub.

Az oldal készítőinek célja, hogy egy fiatalos, pezsgő közösségi teret biztosítsanak a beágyazott gépi látás rendszerek után érdeklődő mérnököknek, szoftver fejlesztőknek, vagy akár az egyszerű hobbi építőknek, a kezdőktől egészen a profi szinten lévőkig. Az oldal egyre bővülő partner és projekt listájának segítségével biztosítja a terepet közös megoldáskeresésre, projekt partnerek egymásra találására, tudásmegosztásra és az elért eredmények bemutatására.

A dinamikusan bővölő partnerlista segítségével könnyen lehet technológiai vagy integrációs partnert találni a világ minden pontjáról, legyen szó akár kamerákról, képfeldolgozó egységről vagy a gépi látás szoftveres részéről. A listában már most olyan elismert vállalatok találhatóak, mint az Advantech, a Basler vagy az NVIDIA.

Az oldalon könnyen kapcsolatba lehet lépni más tervezőkkel, fejlesztőkkel, lehetőséget adva közös ötletelésre, munkára egy jobb alkalmazás megalkotása érdekében.

Ha érdekelnek a beágyazott gépi látás rendszerek és megoldások, vagy máris egy ilyen jellegű feladattal állsz szemben, itt az ideje regisztrálnod!

Okos Jövő – Képfeldolgozás az Ipar 4.0-ban

Képzeld el, hogy szeretnél új ruhát venni a szombati bulira. Ma bemész egy boltba, vagy megrendeled neten, előre megadott méretekben, jellemzően a jól ismert S-től XL-ig terjedő skálán. Ennek oka, hogy az alacsony gyártási költséget jelenleg a tömeggyártás által lehet elérni.

Most képzeld el, hogy néhány év múlva szeretnél új ruhát venni, és ehhez bemész egy ruhaüzletbe. Viszont a megszokott rakásig pakolt polcok helyett sok kis próbafülkét találsz. Belépve egy hatalmas, embernagyságű érintőkijelző fogad, amin magad tudod kiválasztani a neked tetsző ruhadarabot, és a fülkében lévő kamerák segítségével azonnal virtuálisan megnézni, miként mutatnál benne. A fülke kamerái azonban nem csak a virtuális ruhapróbában segítenek, hanem a háttérben futó képfeldolgozással lemérik a testméreteid, és rendelés esetén a pontosan rádszabott méretben készítik el a kiválasztott ruhát.

Image Processing in Industry 4.0   Vision Campus

Valahogy így nézhet majd ki az jövő az Ipar 4.0-ás gyártás esetén. A tömeggyártás helyett a hatékony adatfeldolgozás segítségével az egyedi gyártás felé tud majd elindulni az ipar, a költséghatékonyság megtartása mellet. Az Ipar 4.0 kifejezés a negyedik ipari forradalmat jelenti, aminek fő eleme és újdonsága a gyártóeszközök közötti kapcsolat és széleskörű adatkommunikáció. A cél egy önszervező és müködtetető, egyedi gyártás felé hajló hatékony gyártási folyamat, aminek alapját az átfogó adatgyűjtés és hatékony információcsere adja.

A képfeldolgozásnak döntő szerep juthat ezekben a rendszerekben a pontos információk meghatározása során. Ehhez a legfontosabb pont, hogy a kamerák egyre kisebbek és egyre megfizethetőbbé válnak, úgy, hogy teljesítményük egyre nő. Ahol korábban nagy és bonyolult rendszerekre volt szükség, ma kicsi és hatékony eszközök tudják ugyanazt, vagy jobb eredményt nyújtani.

Az ipari kamerák köré épített képfeldolgozó rendszerek már ma is kulcselemei a gyártásautomatizálásnak. A gyártás minden pontján – a nyersanyag vizsgálatnál, a gyártás monitorozásban, és a végső minőségellenőrzésnél is –  jelen vannak. Azonban a folyamatos fejlesztések, és az egyre bővülő gépek közötti kapcsolatok megnyitják a lehetőséget az Ipar 4.0 új alkalmazásai előtt.

Az Ipar 4.0 legnagyobb hatása, hogy az irányitás automatizálásával sok munkadarab nem csak nagy, hanem egészen kis darabszámok esetén is költséghatékonyan előállítható lesz. Egyik jó példa a fenti textilipari egyedi ruhagyártás, de jó példa lehet a személyre szabott fém tárgyak gyártása.

A gépi látás kamerák köré épült képfeldolgozó rendszer ebben az esetben például a tárgyak festése során segíthet. A ma használt automata festékszóró robotok előreprogramozott mozdulatsorokkal dolgoznak, de az ilyen előreprogramozott mouzdulatsorokat nagyon nehéz egyedi gyártás során hazsnostítani. A specifikációkban meghatározottaktól való eltérés elméletben lehetséges, azonban meglehetősen összetett feladat és könnyen pontatlan lehet. A gépi látás kamerák ezzel szemben helyben képesek a munkadarabok pontos mérésére, meghatározva alakját, pontos helyét és ezeknek megfelelően irányítani a szórófejeket. Ezzel párhuzamosan a festési munka eredménye is ellenőrizhető a kamerák által, akár egyszerű színellenőrzéssel, akár a felület fényvisszaverését vizsgáló összetett műveletekkel.

Az új rendszerekben különböző szenzorok adatai segíthetnek a megváltozott, vagy hibás eszközök korai detektálásában, majd az automatikus reagálásban (folyamat paramétereinek változtatása, nyersanyag cseréje, vagy javítás kérése). Ez a lehetőség a gyártóeszközökre és munkadarabokra egyaránt áll. A kamerák ezekben a folyamatokban fáradhatatlan ellenőrzését és vizsgálatát nyújtják a színnek, szerkezeti és geometriai tulajdonságoknak, akár nagyméretű darabok esetén is.

A gyártásban résztvevő alkalmazottaknak is előnyére válhatnak a gépi látás alkalmazások, hiszen bármennyire is előrehalad az automatizáslás, mindig szükség lesz az emberi érzékelésre és rugalmasságra. Azonban az eddgi munkafolyamatok változni fognak az Ipar 4.0-ban. A sisakba, vagy egyéb eszközökbe épített intelligens gépi látás rendszerekkel tovább lehet növelni a hatékonyságot, és ez egyre inkább lehetségessé válik, köszönhetően a már most is elérhető, akár bélyeg méretű, extra könnyű, házzal és optikával szerelt nagy pontosságú gépi látás kameráknak. A kamerákkal követni lehet a munkát, annak állapotát, minőségét, azonosítani az érzékeny beavatkozási pontokat, és továbbítani azokat az embernek, például egy kiterjesztett valósággal dolgozó okoszemüveg által.

 

Bárhogy is definiáljuk most, és alakul majd a jövőben, a képfeldolgozás és a gépi látás egy fontos és biztos pontja az Ipar 4.0 új alkalmazásainak.