Что такое машинное зрение: определение и отличие от компьютерного зрения

Ассоциация автоматизированной обработки изображений (AIA) относит к машинному зрению все применения, промышленные и непромышленные, где аппаратура и программы снимают и обрабатывают изображения, а по ним управляют устройствами. Проще говоря, камера заменяет глаз контролёра, а программа решает за него: годна ли деталь, где она лежит, что записано в коде.

ГОСТ Р 70652-2023, введённый 27 марта 2023 года, называет ту же технику системой технического зрения. Это оптико-электронная система, которая автоматически анализирует и записывает изображение объекта, чтобы обнаружить и классифицировать дефекты. Как устроены камеры и подсветка, какие бывают системы и сколько они стоят, разобрано в статье система машинного зрения.

Возьмём контроль налива на пивоварне. Бутылка проходит датчик, тот запускает систему зрения, вспыхивает строб, камера делает снимок. Программа находит на снимке уровень жидкости и отвечает «годен» или «брак». Бракованную бутылку снимает с линии отсекатель, а оператор видит на экране отбракованные бутылки и статистику.

Собирают такую систему из камеры с сенсором и объективом, подсветки под задачу, компьютера и программы обработки изображений.

Компьютерным зрением называют захват и автоматический анализ изображений в самых разных задачах, теоретических и практических. Машинное зрение берёт на себя прикладную часть: система разбирает снимок и по итогам выполняет заданное действие на производстве или в другом практическом процессе.

Алгоритмы у них во многом общие. Отличаются условия. Промышленная система должна работать устойчивее и надёжнее учебной, держать механическую и температурную стабильность и при этом стоить намного дешевле военной.

Задачи машинного зрения делят на четыре группы: наведение, идентификация, измерение и инспекция. На контроле качества система проверяет сотни и даже тысячи деталей в минуту. При наведении она сообщает промышленному роботу положение и ориентацию детали в 2D или 3D. С таким наведением детали раскладывают на паллеты и снимают с них намного быстрее и точнее, чем если выставлять их вручную. В конце линии этим занят паллетайзер.

При идентификации система читает штрихкоды, коды Data Matrix и надписи на деталях и упаковке. Штрихкоды давно прижились в рознице и учёте запасов, а на складе учёт ведёт WMS.

ГОСТ Р 60.0.0.4-2023 включает систему технического зрения в оборудование робототехнического комплекса вместе с роботом, рабочим органом и датчиками. Поэтому камеру проектируют вместе со всей роботизированной ячейкой. IFR ожидает, что датчики, зрение и ИИ научат роботов в реальном времени реагировать на то, что меняется вокруг, и безопаснее работать рядом с людьми; в эту сторону развиваются коботы. Сколько роботов уже работает на заводах страны, показывает плотность роботизации.

• Нужна упорядоченная сцена. Измерять упорядоченную сцену машинное зрение умеет лучше человека, а сложную неупорядоченную картину человек толкует лучше.
• Сначала надо найти деталь. Если программа не нашла деталь на снимке, она не сможет ни навести робота, ни измерить, ни проверить её. Найти её труднее, когда меняется освещение, когда деталь чем-то перекрыта или лежит повёрнутой.
• Условия съёмки входят в проект. Поле зрения, подсветку и чувствительность ГОСТ Р 70652-2023 требует указывать в технической документации системы.