యంత్ర దృష్టి అంటే ఏమిటి మరియు అది ఎలా సహాయపడుతుంది?
మెషిన్ విజన్ ఎలా పనిచేస్తుందో అర్థం చేసుకోవడం, తయారీ లేదా ప్రాసెసింగ్లో నిర్దిష్ట అప్లికేషన్ సమస్యలను మెషిన్ విజన్ పరిష్కరిస్తుందో లేదో నిర్ణయించడంలో మీకు సహాయపడుతుంది.
ఉత్పత్తి లైన్ లేదా ప్రక్రియ కోసం యంత్రం (కంప్యూటర్, కృత్రిమ) దృష్టి ఏమి చేయగలదో మరియు చేయలేదో ప్రజలు తరచుగా అర్థం చేసుకోలేరు. ఇది ఎలా పని చేస్తుందో అర్థం చేసుకోవడం అనేది అప్లికేషన్లోని సమస్యలను పరిష్కరిస్తుందో లేదో నిర్ణయించడంలో వ్యక్తులకు సహాయపడుతుంది. కాబట్టి కంప్యూటర్ దృష్టి అంటే ఏమిటి మరియు ఇది వాస్తవానికి ఎలా పని చేస్తుంది?
కృత్రిమ దృష్టి అనేది డిజిటల్ ప్రక్రియలను ఉపయోగించి యంత్రం అర్థం చేసుకోగలిగే మరియు ఉపయోగించగల సమాచారాన్ని రూపొందించడానికి భౌతిక ప్రపంచం యొక్క చిత్రాలను పొందడం, ప్రాసెస్ చేయడం మరియు విశ్లేషించడం కోసం సాధనాలను కలిగి ఉన్న ఆధునిక సాంకేతికత.
పరిశ్రమలో కృత్రిమ దృష్టిని ఉపయోగించడం
కంప్యూటర్ విజన్ అనేది చాలా తరచుగా పారిశ్రామిక లేదా తయారీ వాతావరణంలో వస్తువులను స్వయంచాలకంగా తనిఖీ చేయడానికి మరియు విశ్లేషించడానికి ఒకటి లేదా అంతకంటే ఎక్కువ కెమెరాల వినియోగాన్ని సూచిస్తుంది. ఫలితంగా డేటా ప్రక్రియలు లేదా ఉత్పత్తి కార్యకలాపాలను నియంత్రించడానికి ఉపయోగించబడుతుంది.
ఈ సాంకేతికత ప్రతి పనికి సరైన నిర్ణయాలు తీసుకోవడానికి అవసరమైన సమాచారాన్ని యంత్రాలకు అందించడం ద్వారా అనేక రకాల పనులను ఆటోమేట్ చేస్తుంది.
పరిశ్రమలో కృత్రిమ దృష్టిని ఉపయోగించడం ఉత్పత్తి ప్రక్రియల ఆటోమేషన్ను అనుమతిస్తుంది, ప్రతి దశలో నాణ్యత నియంత్రణ మరియు ఎక్కువ సౌలభ్యాన్ని ఉపయోగించడం ద్వారా మెరుగైన ఉత్పత్తి ఫలితాలకు దారి తీస్తుంది.
ప్రస్తుతం, పారిశ్రామిక కృత్రిమ దృష్టి ఉపయోగం గణనీయంగా ఉత్పత్తి ప్రక్రియలను మెరుగుపరిచింది. ఇది తక్కువ ధరలకు మరియు పరిశ్రమలోని దాదాపు అన్ని రంగాలలో, ఆటోమోటివ్ మరియు ఆహారం నుండి, ఎలక్ట్రానిక్స్ మరియు లాజిస్టిక్స్ వరకు అధిక నాణ్యత కలిగిన ఉత్పత్తులను పొందడం సాధ్యం చేసింది.
ఒక సాధారణ ఉపయోగం ఒక అసెంబ్లి లైన్గా ఉంటుంది, ఇక్కడ ఒక చిత్రం తీసిన మరియు ప్రాసెస్ చేసే భాగంలో ఆపరేషన్ చేసిన తర్వాత కెమెరా ట్రిగ్గర్ చేయబడుతుంది. నిర్దిష్ట వస్తువు యొక్క స్థానం, దాని రంగు, పరిమాణం లేదా ఆకృతి మరియు వస్తువు యొక్క ఉనికిని తనిఖీ చేయడానికి కెమెరాను ప్రోగ్రామ్ చేయవచ్చు.
మెషిన్ విజన్ ప్రామాణిక 2D మ్యాట్రిక్స్ బార్కోడ్లను శోధించగలదు మరియు డీకోడ్ చేయగలదు లేదా ముద్రించిన అక్షరాలను కూడా చదవగలదు. ఉత్పత్తిని తనిఖీ చేసిన తర్వాత, ఉత్పత్తిని తదుపరి ఏమి చేయాలో నిర్ణయించే సిగ్నల్ సాధారణంగా ఉత్పత్తి చేయబడుతుంది. భాగాన్ని కంటైనర్లో పడవేయవచ్చు, బ్రాంచ్ కన్వేయర్కు మళ్లించవచ్చు లేదా ఇతర అసెంబ్లీ కార్యకలాపాలకు పంపవచ్చు మరియు తనిఖీ ఫలితాలు సిస్టమ్లో ట్రాక్ చేయబడతాయి.
ఏదైనా సందర్భంలో, కంప్యూటర్ విజన్ సిస్టమ్లు ఒక వస్తువు గురించి దాని కంటే ఎక్కువ సమాచారాన్ని అందించగలవు సాధారణ స్థానం సెన్సార్లు.
కంప్యూటర్ దృష్టి సాధారణంగా ఉపయోగించబడుతుంది, ఉదాహరణకు:
- QA,
- రోబోట్ (యంత్రం) నియంత్రణ
- పరీక్ష మరియు క్రమాంకనం,
- నిజ-సమయ ప్రక్రియ నియంత్రణ,
- వివరాల సేకరణ,
- యంత్ర పర్యవేక్షణ,
- క్రమబద్ధీకరించడం మరియు లెక్కించడం.
చాలా మంది తయారీదారులు తనిఖీ సిబ్బందికి బదులుగా ఆటోమేటెడ్ కంప్యూటర్ విజన్ని ఉపయోగిస్తారు, ఎందుకంటే ఇది పునరావృత తనిఖీలకు బాగా సరిపోతుంది. ఇది వేగవంతమైనది, మరింత లక్ష్యం మరియు గడియారం చుట్టూ పని చేస్తుంది.
కంప్యూటర్ విజన్ సిస్టమ్లు నిమిషానికి వందల లేదా వేల భాగాలను తనిఖీ చేయగలవు మరియు మానవుల కంటే ఎక్కువ స్థిరమైన మరియు నమ్మదగిన తనిఖీ ఫలితాలను అందించగలవు.లోపాలను తగ్గించడం, ఆదాయాన్ని పెంచడం, కంప్యూటరు దృష్టితో సమ్మతిని సులభతరం చేయడం మరియు భాగాలను ట్రాక్ చేయడం ద్వారా తయారీదారులు డబ్బు ఆదా చేయవచ్చు మరియు వారి లాభదాయకతను పెంచుకోవచ్చు.
యంత్ర దృష్టి ఎలా పనిచేస్తుంది
పారిశ్రామిక ఆటోమేషన్ రంగంలో ఒక వివిక్త ఫోటోసెల్ అనేది సరళమైన సెన్సార్లలో ఒకటి. మేము దీనిని "వివిక్త" లేదా డిజిటల్ అని పిలవడానికి కారణం దీనికి రెండు రాష్ట్రాలు మాత్రమే ఉన్నాయి: ఆన్ లేదా ఆఫ్.
వివిక్త ఫోటోసెల్ (ఆప్టికల్ సెన్సార్) యొక్క ఆపరేషన్ సూత్రం ఒక కాంతి పుంజంను ప్రసారం చేయడం మరియు కాంతి ఒక వస్తువు ద్వారా ప్రతిబింబిస్తుందో లేదో నిర్ణయించడం. వస్తువు లేకపోతే, కాంతి ఫోటోసెల్ రిసీవర్లోకి ప్రతిబింబించదు. ఎలక్ట్రికల్ సిగ్నల్, సాధారణంగా 24 V, రిసీవర్కు అనుసంధానించబడి ఉంటుంది.
వస్తువు ఉన్నట్లయితే, సిగ్నల్ ఆన్ చేయబడుతుంది మరియు చర్యను నిర్వహించడానికి నియంత్రణ వ్యవస్థలో ఉపయోగించవచ్చు. వస్తువు తొలగించబడినప్పుడు, సిగ్నల్ మళ్లీ ఆపివేయబడుతుంది.
ఇటువంటి సెన్సార్ కూడా అనలాగ్ కావచ్చు. రెండు రాష్ట్రాలకు బదులుగా, అనగా. ఆఫ్ మరియు ఆన్, ఇది దాని రిసీవర్కు ఎంత కాంతి తిరిగి వస్తుందో సూచించే విలువను అందిస్తుంది. ఇది 256 విలువలను అందించగలదు, 0 (కాంతి లేదు అని అర్థం) నుండి 255 వరకు (అంటే చాలా కాంతి).
ఒక వస్తువును లక్ష్యంగా చేసుకుని చదరపు లేదా దీర్ఘచతురస్రాకార శ్రేణిలో అమర్చబడిన వేలాది చిన్న అనలాగ్ ఫోటోసెల్లను ఊహించండి.ఇది సెన్సార్ చూపుతున్న స్థానం యొక్క ప్రతిబింబం ఆధారంగా వస్తువు యొక్క నలుపు మరియు తెలుపు చిత్రాన్ని సృష్టిస్తుంది. ఈ చిత్రాలలోని వ్యక్తిగత స్కాన్ పాయింట్లను "పిక్సెల్లు" అంటారు.
వాస్తవానికి, చిత్రాన్ని రూపొందించడానికి వేల సంఖ్యలో చిన్న ఫోటోఎలెక్ట్రిక్ సెన్సార్లు ఉపయోగించబడవు. బదులుగా, లెన్స్ లైట్ డిటెక్టర్ల సెమీకండక్టర్ శ్రేణిపై చిత్రాన్ని కేంద్రీకరిస్తుంది.
ఈ మాతృక CCD (ఛార్జ్ కపుల్డ్ పరికరం) లేదా CMOS (కాంప్లిమెంటరీ మెటల్-ఆక్సైడ్-సెమీకండక్టర్) వంటి కాంతి-సెన్సిటివ్ సెమీకండక్టర్ పరికరాల శ్రేణులను ఉపయోగిస్తుంది. ఈ మ్యాట్రిక్స్లోని వ్యక్తిగత సెన్సార్లు పిక్సెల్లు.
కంప్యూటర్ విజన్ సిస్టమ్ యొక్క నాలుగు ప్రధాన భాగాలు
కంప్యూటర్ విజన్ సిస్టమ్ యొక్క నాలుగు ప్రధాన భాగాలు:
- లెన్సులు మరియు లైటింగ్;
- ఇమేజ్ సెన్సార్ లేదా కెమెరా;
- ప్రాసెసర్;
- భౌతిక ఇన్పుట్/అవుట్పుట్ (I/O) కనెక్షన్ లేదా మరొక కమ్యూనికేషన్ పద్ధతి ద్వారా ఫలితాలను బదిలీ చేయడానికి ఒక మార్గం.
కంప్యూటర్ విజన్ కలర్ పిక్సెల్ స్కానింగ్ని ఉపయోగించవచ్చు మరియు తరచుగా చాలా పెద్ద పిక్సెల్లను ఉపయోగిస్తుంది. ఒకదానికొకటి మూలకాల యొక్క పరిమాణం, అంచు స్థానాలు, చలనం మరియు సాపేక్ష స్థానాన్ని నిర్ణయించడానికి క్యాప్చర్ చేయబడిన చిత్రాలకు సాఫ్ట్వేర్ సాధనాలు వర్తించబడతాయి.
లెన్స్లు చిత్రాన్ని సంగ్రహించి, కాంతి రూపంలో సెన్సార్కి ప్రసారం చేస్తాయి. కంప్యూటర్ విజన్ సిస్టమ్ని ఆప్టిమైజ్ చేయడానికి, కెమెరా తప్పనిసరిగా తగిన లెన్స్లతో జత చేయబడాలి.
అనేక రకాల లెన్స్లు ఉన్నప్పటికీ, కంప్యూటర్ విజన్ అప్లికేషన్లలో ఫిక్స్డ్ ఫోకల్ లెంగ్త్ లెన్స్లను సాధారణంగా ఉపయోగిస్తారు. ఎంచుకునేటప్పుడు మూడు అంశాలు ముఖ్యమైనవి: వీక్షణ క్షేత్రం, పని దూరం, కెమెరా సెన్సార్ పరిమాణం.
లైటింగ్ను వివిధ మార్గాల్లో చిత్రానికి వర్తించవచ్చు. కాంతి వచ్చే దిశ, దాని ప్రకాశం మరియు లక్ష్యం యొక్క రంగుతో పోలిస్తే దాని రంగు లేదా తరంగదైర్ఘ్యం కంప్యూటర్ దృష్టి వాతావరణాన్ని రూపకల్పన చేసేటప్పుడు పరిగణించవలసిన ముఖ్యమైన అంశాలు.
మంచి చిత్రాన్ని పొందడంలో లైటింగ్ ఒక ముఖ్యమైన భాగం అయితే, ఒక చిత్రం ఎంత కాంతిని పొందుతుందో ప్రభావితం చేసే మరో రెండు అంశాలు ఉన్నాయి. లెన్స్లో ఎపర్చరు అనే సెట్టింగ్ ఉంటుంది, ఇది లెన్స్లోకి ఎక్కువ లేదా తక్కువ కాంతిని అనుమతించడానికి తెరవడం లేదా మూసివేయడం.
ఎక్స్పోజర్ సమయంతో కలిపి, ఏదైనా లైటింగ్ వర్తించే ముందు పిక్సెల్ శ్రేణిని తాకిన కాంతి పరిమాణాన్ని ఇది నిర్ణయిస్తుంది. షట్టర్ స్పీడ్ లేదా ఎక్స్పోజర్ సమయం చిత్రం పిక్సెల్ల మాతృకపై ఎంతసేపు అంచనా వేయబడిందో నిర్ణయిస్తుంది.
కంప్యూటర్ దృష్టిలో, షట్టర్ ఎలక్ట్రానిక్గా నియంత్రించబడుతుంది, సాధారణంగా మిల్లీసెకండ్ ఖచ్చితత్వంతో ఉంటుంది. చిత్రం క్యాప్చర్ చేయబడిన తర్వాత, సాఫ్ట్వేర్ సాధనాలు వర్తించబడతాయి. కొన్ని విశ్లేషణ (ప్రీ-ప్రాసెసింగ్) ముందు ఉపయోగించబడతాయి, మరికొన్ని అధ్యయనం చేయబడిన వస్తువు యొక్క లక్షణాలను గుర్తించడానికి ఉపయోగించబడతాయి.
ప్రిప్రాసెసింగ్ సమయంలో, మీరు అంచులను పదును పెట్టడానికి, కాంట్రాస్ట్ని పెంచడానికి లేదా ఖాళీలను పూరించడానికి ఇమేజ్కి ఎఫెక్ట్లను వర్తింపజేయవచ్చు. ఈ పనుల యొక్క ఉద్దేశ్యం ఇతర సాఫ్ట్వేర్ సాధనాల సామర్థ్యాలను మెరుగుపరచడం.
కృత్రిమ దృష్టి అనేది మానవ దృష్టిని అనుకరించే సాంకేతికత మరియు ఉత్పత్తి ప్రక్రియల సమయంలో పొందిన చిత్రాలను స్వీకరించడానికి, ప్రాసెస్ చేయడానికి మరియు అర్థం చేసుకోవడానికి మిమ్మల్ని అనుమతిస్తుంది.కృత్రిమ దృష్టి యంత్రాలు ఆటోమేటెడ్ ప్రక్రియ ద్వారా అత్యంత అనుకూలమైన రీతిలో నిర్ణయాలు తీసుకోవడానికి మరియు పని చేయడానికి ఉత్పత్తి ప్రక్రియల సమయంలో అందుకున్న సమాచారాన్ని విశ్లేషిస్తాయి మరియు డీకోడ్ చేస్తాయి. ఈ చిత్రాల ప్రాసెసింగ్ యంత్రంతో అనుబంధించబడిన సాఫ్ట్వేర్ను ఉపయోగించి నిర్వహించబడుతుంది మరియు పొందిన డేటా ఆధారంగా, ప్రక్రియలను కొనసాగించడం మరియు అసెంబ్లీ లైన్లలో సాధ్యమయ్యే లోపాలను గుర్తించడం సాధ్యమవుతుంది.
కంప్యూటర్ దృష్టి లక్ష్యం
మీ లక్ష్యం గురించి సమాచారాన్ని పొందడానికి మీరు ఉపయోగించే కొన్ని సాధారణ సాధనాలు ఇక్కడ ఉన్నాయి:
- పిక్సెల్ కౌంట్: వస్తువులోని కాంతి లేదా ముదురు పిక్సెల్ల సంఖ్యను చూపుతుంది.
- ఎడ్జ్ డిటెక్షన్: వస్తువు యొక్క అంచుని కనుగొనండి.
- కొలత (మెట్రాలజీ): ఒక వస్తువు యొక్క కొలతలు (ఉదా. మిల్లీమీటర్లలో) కొలవడం.
- నమూనా గుర్తింపు లేదా నమూనా సరిపోలిక: నిర్దిష్ట నమూనాలను శోధించండి, సరిపోల్చండి లేదా లెక్కించండి. తిప్పగలిగే, పాక్షికంగా మరొక వస్తువు ద్వారా దాచబడిన లేదా ఇతర వస్తువులను కలిగి ఉన్న వస్తువును గుర్తించడం ఇందులో ఉంటుంది.
- ఆప్టికల్ క్యారెక్టర్ రికగ్నిషన్ (OCR): క్రమ సంఖ్యల వంటి పాఠాలను స్వయంచాలకంగా చదవడం.
- బార్కోడ్, డేటా మ్యాట్రిక్స్ మరియు 2డి బార్కోడ్ రీడింగ్: వివిధ బార్కోడింగ్ ప్రమాణాలలో ఉన్న డేటాను సేకరించండి.
- స్పాట్ డిటెక్షన్: ఇమేజ్కి రిఫరెన్స్ పాయింట్గా ఇంటర్కనెక్ట్ చేయబడిన పిక్సెల్ల ప్యాచ్ల కోసం (బూడిద వస్తువులో బ్లాక్ హోల్ వంటివి) చిత్రాన్ని తనిఖీ చేస్తుంది.
- రంగు విశ్లేషణ: భాగాలు, ఉత్పత్తులు మరియు వస్తువులను రంగు ద్వారా గుర్తించండి, నాణ్యతను అంచనా వేయండి మరియు రంగు ద్వారా అంశాలను హైలైట్ చేయండి.
తనిఖీ డేటాను పొందడం యొక్క ఉద్దేశ్యం తరచుగా పాస్/ఫెయిల్ లేదా కొనసాగడం/కొనసాగడం లేదని నిర్ణయించడానికి లక్ష్య విలువలతో పోల్చడానికి దాన్ని ఉపయోగించడం.
ఉదాహరణకు, కోడ్ లేదా బార్కోడ్ను స్కాన్ చేస్తున్నప్పుడు, ఫలిత విలువ నిల్వ చేయబడిన లక్ష్య విలువతో పోల్చబడుతుంది. కొలత విషయంలో, కొలిచిన విలువ సరైన విలువలు మరియు సహనంతో పోల్చబడుతుంది.
ఆల్ఫాన్యూమరిక్ కోడ్ని తనిఖీ చేస్తున్నప్పుడు, OCR వచన విలువ సరైన లేదా లక్ష్య విలువతో పోల్చబడుతుంది. ఉపరితల లోపాలను తనిఖీ చేయడానికి, నాణ్యత ప్రమాణాల ద్వారా అనుమతించబడిన గరిష్ట పరిమాణంతో లోపం యొక్క పరిమాణాన్ని పోల్చవచ్చు.
నాణ్యత నియంత్రణ
పరిశ్రమలో యంత్ర దృష్టికి భారీ సామర్థ్యం ఉంది. ఈ కృత్రిమ దృష్టి వ్యవస్థలు ఉపయోగించబడ్డాయి రోబోటిక్స్ లో, నాణ్యత నియంత్రణ లేదా లోపభూయిష్ట ఉత్పత్తుల గుర్తింపు వంటి ఉత్పత్తి యొక్క వివిధ దశల కోసం స్వయంచాలక పరిష్కారాన్ని అందించడానికి మమ్మల్ని అనుమతిస్తుంది.
నాణ్యత నియంత్రణ అనేది ఉత్పత్తి ప్రక్రియలో లోపాలను గుర్తించడానికి, అలాగే వాటిని తొలగించడానికి తగిన చర్యలు తీసుకోవడానికి మాకు అనుమతించే పద్ధతులు మరియు సాధనాల సమితి. ఇది తుది ఉత్పత్తిపై మరింత పూర్తి నియంత్రణను అందిస్తుంది, ఇది వినియోగదారుని చేరినప్పుడు అది నిర్దిష్ట మరియు స్థిర నాణ్యతా ప్రమాణాలకు అనుగుణంగా ఉంటుందని నిర్ధారిస్తుంది.
ఈ విధంగా, కనీస నాణ్యత అవసరాలకు అనుగుణంగా లేని ఉత్పత్తులు ప్రక్రియ నుండి మినహాయించబడతాయి, తద్వారా ఉత్పత్తి ప్రక్రియలో సాధ్యమయ్యే అంతరాయాలను తొలగిస్తుంది. ఇది నిరంతరం తనిఖీలు మరియు యాదృచ్ఛిక పరీక్షలను నిర్వహించడం ద్వారా సాధించబడుతుంది.
ఉత్పత్తిలో నాణ్యత నియంత్రణ ఉపయోగం అనేక ప్రయోజనాలను కలిగి ఉంది:
- ఉత్పాదకతను పెంచండి;
- తగ్గిన పదార్థ నష్టాలు;
- థర పడిపోవుట;
- తుది ఉత్పత్తి యొక్క ఉత్తమ నాణ్యత.
కంప్యూటర్ దృష్టిలో కమ్యూనికేషన్
ప్రాసెసర్ మరియు సాఫ్ట్వేర్ ద్వారా స్వీకరించిన తర్వాత, ఈ సమాచారం వివిధ పరిశ్రమల ప్రామాణిక కమ్యూనికేషన్ ప్రోటోకాల్ల ద్వారా నియంత్రణ వ్యవస్థకు ప్రసారం చేయబడుతుంది.
ప్రధాన కంప్యూటర్ విజన్ సిస్టమ్లు తరచుగా EtherNet/IP, Profinet మరియు Modbus TCPకి మద్దతు ఇస్తాయి. RS232 మరియు RS485 సీరియల్ ప్రోటోకాల్లు కూడా సాధారణం.
డిజిటల్ I/O తరచుగా యాక్చుయేషన్ సిస్టమ్లలో నిర్మించబడింది మరియు ఫలితాల రిపోర్టింగ్ను సులభతరం చేస్తుంది. కంప్యూటర్ విజన్ కమ్యూనికేషన్ ప్రమాణాలు కూడా అందుబాటులో ఉన్నాయి.
ముగింపు
కృత్రిమ దృష్టి వ్యవస్థలు అనేక రకాల అనువర్తనాలను కలిగి ఉంటాయి మరియు వివిధ పరిశ్రమలకు మరియు ప్రతి ఉత్పత్తి శ్రేణి యొక్క విభిన్న అవసరాలకు అనుగుణంగా ఉంటాయి. నేడు, నిర్దిష్ట ప్రమాణాలకు ఉత్పత్తులను తయారు చేసే ఏ కంపెనీ అయినా తమ తయారీ ప్రక్రియలో భాగంగా కంప్యూటర్ దృష్టిని సద్వినియోగం చేసుకోవచ్చు.
కృత్రిమ దృష్టి వ్యవస్థల భౌతిక సూత్రాలు మరియు సామర్థ్యాలను అర్థం చేసుకోవడం అటువంటి సాంకేతికత ఒక నిర్దిష్ట సందర్భంలో తయారీ ప్రక్రియకు అనుకూలంగా ఉందో లేదో నిర్ణయించడంలో సహాయపడుతుంది. సాధారణంగా, మానవ కన్ను ఏది చూసినా, కెమెరా చూడగలదు (కొన్నిసార్లు ఎక్కువ, కొన్నిసార్లు తక్కువ), కానీ ఈ సమాచారాన్ని డీకోడ్ చేయడం మరియు ప్రసారం చేయడం చాలా క్లిష్టంగా ఉంటుంది.