Článek ve formátu PDF je možné stáhnout
zde.
Systém 3D strojového vidění s umělou inteligencí, který uvedla na trh firma Cognex, urychluje implementaci spolehlivé kontroly kvality automatizované výroby.
Společnost Cognex Corporation uvedla na trh systém 3D vidění In-Sight® L38 (obr. 1), který kombinuje 2D a 3D vidění s metodami umělé inteligence (AI) pro řešení různých kontrolních a měřicích úloh. Systém vytváří unikátní projekční snímky, které kombinují 3D informace do snadno klasifikovatelného 2D obrazu a odhalují prvky, které nejsou při tradičním 2D zobrazování viditelné. Nástroje umělé inteligence detekují proměnlivé nebo nedefinované prvky, zatímco algoritmy založené na pravidlech umožňují 3D měření pro spolehlivé výsledky kontrolních operací.
„V oblasti automatizace strojní výroby, kde jsou rychlost implementace a spolehlivost funkce nejen žádoucí, ale přímo nezbytné, nabízí In-Sight L38 obojí,“ informoval Carl Gerst, výkonný viceprezident divize Vision and ID Products společnosti Cognex.
Ať už uživatelé potřebují 3D vidění pro úlohy složité, nebo jednoduchost a rychlost 2D vidění pro úlohy běžné, In-Sight L38 poskytuje obojí. Integrace 2D a 3D vidění rozšiřuje možnosti využití a zároveň poskytuje detailní výsledky a spolehlivou detekci vad.
Programování a nastavování parametrů
Kamera In-Sight L38 je vybavena kompletní sadou nástrojů pro 2D a 3D vidění a využití umělé inteligence. Knihovna nástrojů zahrnuje osvědčené algoritmy založené na pravidlech i inovativní, snadno použitelné nástroje pro strojové učení, které lze používat samostatně nebo je pro maximální flexibilitu při řešení úloh kontroly kvality navzájem kombinovat.
Software In-Sight Vision Suite je společný pro všechny produkty In-Sight a zahrnuje dvě programovací prostředí – tabulkový procesor a EasyBuilder® (obr. 2). Uživatelé mohou začít s rozhraním EasyBuilder, což je výukové rozhraní s průvodcem, které je navrženo pro jednoduché úlohy, a mohou přejít svým vlastním tempem k pokročilejšímu, flexibilnějšímu programování v tabulkovém procesoru. Sada In-Sight Vision Suite jedinečným způsobem integruje tyto dva přístupy a poskytuje tak bezproblémové programovací prostředí v rámci jednotné platformy.
Uživatel se programování učí na příkladech a nevyžadují se od něj předchozí zkušenosti. Výuka programování na základě příkladů nahrazuje složité programovací kroky, které dříve vyžadovala kombinace mnoha tradičních nástrojů založených na pravidlech, a zefektivňuje tak vývoj aplikací. Jedinečné 3D nástroje s umělou inteligencí lze nastavit během několika minut, přičemž k automatizaci úlohy někdy stačí pouhých pět až deset klasifikovaných obrázků.
Edge learning – unikátní metoda z množiny technik strojového učení
Edge learning je metoda umělé inteligence, která pro urychlení učení využívá předem natrénované algoritmy. Nástroje ViDi EL využívající edge learning přinášejí vysokou rychlost zpracování, čímž zvyšují propustnost kontroly a poskytují rychlé a spolehlivé výsledky v reálném čase.
Pomocí umělé inteligence a 3D zobrazení identifikuje In-Sight L38 jemné a proměnlivé vady a měří odchylky oproti definovaným tolerancím ve 3D. S každým použitím se přitom vestavěná umělá inteligence učí a přizpůsobuje, čímž zlepšuje schopnost detekovat i dříve neviděné anomálie a zajišťuje tak neustálé zlepšování detekce.
3D ViDi EL Segment
Složité úlohy, jako je např. detekce a měření obtížně viditelných vad, často vyžadují současné použití několika nástrojů strojového vidění. In-Sight L38 ale tyto úlohy snadno řeší pouze jedním nástrojem – 3D ViDi EL Segmentem. Tento nástroj detekuje vady, měří odchylky ve třech rozměrech a poskytuje výsledky v reálných jednotkách délky, čímž zefektivňuje pracovní postupy a zajišťuje vysokou spolehlivost.
2D ViDi EL Segment
Nástroj 2D ViDi EL Segment segmentuje snímky a vybírá z nich určité oblasti pro cílenou kontrolu. Oblast může zahrnovat jakýkoliv typ prvku na dílu, který chtějí uživatelé identifikovat, od nežádoucích vad až po kritické součásti. Uživatelé nástroj natrénují tak, že na snímku označí zájmovou oblast (oblasti) a přiřadí jí (jim) třídu. Po natrénování pouhých několika vzorových snímků se nástroj naučí spolehlivě segmentovat správné prvky, a to i v případě různorodých dílů a složitého pozadí.
ViDi EL Classify
Nástroj ViDi EL Classify (2D i 3D) identifikuje a třídí objekty na základě uživatelem definovaných vlastností, charakteristik nebo typů vad. Tento nástroj dokáže rozlišit vizuálně podobné objekty, klasifikuje vady do různých kategorií a správně identifikuje díly s odchylkami. Spolu s možností přiřazení několika klasifikací mohou uživatelé nastavit několik oblastí zájmu pro kontrolu různých částí cílového objektu.
ViDi EL Read
Nástroj ViDi EL Read čte různé typy textu a písma pomocí optického rozpoznávání znaků (OCR) založeného na umělé inteligenci. Přečte i několikařádkový text, stejně jako znaky na náročném pozadí, včetně reflexních povrchů, málo kontrastního značení a nerovinných povrchů. ViDi EL Read lze také rychle přeučit na nový text a přizpůsobit změnám výroby. Nástroj nabízí dva režimy učení pro různě složité úlohy čtení znaků:
- předučený režim – čte znaky ihned po spuštění a je vhodný pro nejjednodušší úlohy,
- režim s učením uživatelem – umožňuje uživatelům učit systém rozpoznávat texty při řešení složitějších úloh.
Patentovaná laserová optika
Patentovaná laserová optika snímače In-Sight L38 s potlačeným zrněním minimalizuje vizuální šum a odlesky, takže zachycuje snímky s vyšším rozlišením než tradiční laserové snímače polohy. Výkonný laser vestavěný ve snímači zajišťuje vysokou rychlost snímání. Laser, který splňuje bezpečnostní normy třídy 2, což eliminuje potřebu drahých krytů, poskytuje více světla než tradiční osvětlovací systémy, a tudíž umožňuje snímat z větší vzdálenosti a současně snižuje požadavky na expozici.
Možnosti využití
Díky nástrojům pro 2D a 3D vidění, možnostem umělé inteligence a jednotné softwarové platformě řeší systém 3D vidění In-Sight L38 množství úloh průmyslové automatizace, od ověřování montáže a navádění robotů po kontrolu kvality. Některé z nich jsou na obr. 3.
Systém In-Sight L38 přináší řešení vhodné pro průmysl, které uživatelům umožňuje maximalizovat propustnost výroby a kontroly kvality a zlepšit přesnost výsledků bez ohledu na komplexnost zadaného úkolu.
[Podklady Cognex Corporation.]
Petr Bartošík
Obr. 1. Systém 3D vidění In-Sight L38
Obr. 2. Software In-Sight Vision Suite, společný pro všechny produkty In-Sight, zahrnuje dvě programovací prostředí: vlevo EasyBuilder a vpravo tabulkový procesor
Obr. 3. Příklady použití systému strojového vidění In-Sight L38: vlevo shora vyhledávání špatně rozlišitelných vad na površích výrobků, čtení málo kontrastního textu na tmavém pozadí, kontrola nanášení lepidla, vyhledávání a klasifikace vad, čtení čísla šarže na tubě – s minimálním kontrastem, vyhledávání předmětů na páse s náhodnou orientací a malou vzdáleností od sebe