前言:隨著人工智能、計算機視覺等技術(shù)的不斷成熟,以及德國“工業(yè) 4.0”、日本機器人新戰(zhàn)略、美國先進制造伙伴計劃、中國制造 2025 等政策的不斷驅(qū)動,促使工業(yè)機器人市場持續(xù)增長,也大大促進了機器視覺產(chǎn)業(yè)發(fā)展。有公開數(shù)據(jù)顯示,在2018 年,全球用于工業(yè)自動化領(lǐng)域的機器視覺技術(shù)市場規(guī)模達44.4 億美元,預(yù)計2023 年將達122.9 億美元,年復(fù)合增長率高達21%,市場需求巨大。
機器視覺系統(tǒng)是指通過機器視覺產(chǎn)品將被攝取目標根據(jù)像素分布和亮度、顏色等信息,轉(zhuǎn)變成數(shù)字化信號,傳送給專用的圖像處理系統(tǒng),圖像處理系統(tǒng)對這些信號進行各種運算來抽取目標的特征,進而根據(jù)判別的結(jié)果來控制現(xiàn)場的設(shè)備動作。
傳統(tǒng)工業(yè)視覺系統(tǒng)的應(yīng)用實現(xiàn),是在經(jīng)過給定背景、光源、采集光學器材參數(shù)的特定環(huán)境下,實現(xiàn)對目標感知區(qū)域拍攝的數(shù)字圖像進行指定要求的處理,并提取特定的信息數(shù)據(jù),并輸出給指定設(shè)備作為動作依據(jù),所依賴的是預(yù)先明確的固定特征,由視覺工程師基于視覺任務(wù)的特定需求,進行目標特征的定義以及數(shù)值判斷的閥值定義的實現(xiàn),這種邏輯簡單的局限性,無法適用于隨機性強、特征復(fù)雜的工作任務(wù),如隨機出現(xiàn)的復(fù)雜外觀缺陷檢測。因此,目前業(yè)界越來越多的使用到能解決此類復(fù)雜特征問題的深度學習。
基于5G+AI的智能工業(yè)視覺
隨著我國5G 商用大幕正式拉開,5G 做為“新基建”之首,成為新一代智能制造系統(tǒng)的關(guān)鍵使能技術(shù)。在工業(yè)領(lǐng)域,5G 以其特有的大帶寬、低時延,以及高可靠等特性,使得無線技術(shù)應(yīng)用于現(xiàn)場設(shè)備實時控制、遠程維護及操控、工業(yè)高清圖像處理等工業(yè)應(yīng)用新領(lǐng)域成為可能,同時也為未來柔性產(chǎn)線、柔性車間奠定了基礎(chǔ);同時,5G 與AI 的結(jié)合,更是會帶來整個社會生產(chǎn)方式的改變和生產(chǎn)力的提升。5G+AI 的工業(yè)視覺解決方案,通過端 + 5G 網(wǎng)絡(luò) + 邊緣云 + 云服務(wù)的協(xié)作,將成為未來智能化工廠標配解決方案,讓工廠質(zhì)量檢查和缺陷識別、設(shè)備增加眼睛提升靈活性和零部件高效測量變得簡單和高效。
5G+AI的智能工業(yè)視覺技術(shù)優(yōu)勢
01 實現(xiàn)數(shù)據(jù)互聯(lián)互通、動態(tài)閉環(huán) 通過5G 網(wǎng)絡(luò)連接,產(chǎn)線上每個工業(yè)視覺應(yīng)用不再是獨立的數(shù)據(jù)孤島,帶來的價值包括但不局限于以下方面: 1)工廠中央生產(chǎn)控制系統(tǒng)可以實時獲得每個被檢測對象的結(jié)果、狀態(tài),納入全工廠生產(chǎn)管理系統(tǒng); 2)云端訓練平臺能實時獲取多個現(xiàn)場端的樣本圖像,快速更新及實時部署優(yōu)化后模型; 3)實現(xiàn)新檢測應(yīng)用的快速部署及推廣,使能柔性生產(chǎn); 4)實現(xiàn)現(xiàn)場設(shè)備的云端統(tǒng)一維護監(jiān)控等; 02 提升設(shè)備標準化、智能化水平 5G+AI 的解決方案通過多點樣本的實時獲取,在云端統(tǒng)一架構(gòu)平臺上實現(xiàn)推理訓練,支持快速的新模型迭代更新,能使得深度學習在工業(yè)視覺應(yīng)用中被廣泛推廣,普遍提升視覺檢測成功率; 03 簡單、易部署,支持規(guī)模應(yīng)用 在工業(yè)中實現(xiàn)一個匹配用戶需求的視覺檢測系統(tǒng),需要具備光學、網(wǎng)絡(luò)及圖像算法的專業(yè)技能,對用戶是個不小的挑戰(zhàn)。5G+AI 的解決方案中將復(fù)雜的樣本標注、圖像處理等統(tǒng)一在云端平臺實現(xiàn),并通過AI 算法實現(xiàn)智能標注、智能閉環(huán),降低系統(tǒng)應(yīng)用的復(fù)雜性,使得工業(yè)視覺檢測能被應(yīng)用到更多的生產(chǎn)環(huán)節(jié)中。 04 提升生產(chǎn)效率,減少維護成本 5G+AI 的解決方案能極大的提升生產(chǎn)效率,一方面部分工業(yè)應(yīng)用場景具有移動性訴求:如安裝于機械臂的視覺定位相機,因為機械臂的頻繁移動而使線纜纏繞損耗嚴重,需要經(jīng)常更換,另外如后裝視覺應(yīng)用、不固定部署場景,無線傳輸?shù)姆绞蕉伎梢院芎玫慕鉀Q;另一方面,工程技術(shù)人員可以在云端進行操作維護,無需到到現(xiàn)場即可進行軟件更新、設(shè)備調(diào)測、功能擴展等操作,能大幅降低系統(tǒng)維護成本,提升效率。 05 降低視覺規(guī)模部署低成本 5G+AI 的工業(yè)視覺解決方案中,可以將需要強大軟硬件算力支持的計算統(tǒng)一在云端平臺實現(xiàn),并同時支持多類不同應(yīng)用場景,端側(cè)僅部署標準的圖像采集系統(tǒng),進而降低全系統(tǒng)部署成本;同時,遠端維護的方式也可以極大的降低系統(tǒng)的操作維護成本。