Was ist Machine Vision?
Maschinelles Sehen ist ein einfaches Konzept, aber eine komplexe Technologie. Bevor wir Octa-Core-Prozessoren, fortschrittliche Algorithmen oder maschinelles Lernen hatten, erledigten Menschen die Aufgaben, die das maschinelle Sehen heute erledigen kann. Mit den Fortschritten in der maschinellen Bildverarbeitung wurde die Fähigkeit unseres Gehirns, visuelle Informationen schnell zu verarbeiten, übertroffen. Ein komplexes Geflecht aus Kameras, Scannern, Computern und hochentwickelter Software trifft jetzt sofortige Entscheidungen über die Qualität von Lebensmitteln, die Konsistenz von Verpackungen, die Diagnose von CT-Scans, das Vermeiden von Fahrzeugkollisionen und vieles mehr. Wenn Computer diese Art von Entscheidungen auf der Grundlage visueller Informationen treffen, nennt man das maschinelles Sehen.
Was steckt in einem Bildverarbeitungssystem?
Computer Hardware für Machine Vision
Der Computer ist das Herzstück eines Bildverarbeitungssystems. Er sammelt und analysiert alle Daten, die von den Kameras erfasst werden. Für die meisten Fertigungs- und Montageumgebungen ist ein robuster Mini-PC die beste Wahl für den Betrieb des Bildverarbeitungssystems. Box-PCs sind kompakt, langlebig und lüfterlos. Alles notwendige Komponenten in einer Fertigungsumgebung, in der Maschinen vibrieren, Wärme abgeben oder Staub oder Partikel produzieren können, die einen Computerlüfter verstopfen könnten.
Da das Wesen des maschinellen Sehens darin besteht, dass der Computer die Daten analysiert und Entscheidungen trifft, ist ein Bildschirm normalerweise nicht erforderlich. Einige Bildverarbeitungssysteme, wie z.B. selbstfahrende Autos, können so programmiert sein, dass sie den Benutzer (Fahrer) mit einem Signalton oder einem Alarm warnen, verlassen sich aber auf den Menschen, der die Informationen verarbeitet und eine Entscheidung trifft. In diesem Fall kann ein Box-PC mit einem angeschlossenen Industriemonitor immer noch die beste Wahl sein, um die Informationen für den Benutzer anzuzeigen. Ein All-in-One-Industrie-PC ist eine weitere Option für Systeme, die menschliche Interaktion erfordern.
Computer für die industrielle Bildverarbeitung sind verlässlich
Wenn Ihr Computer ausfällt, kann Ihr gesamter Betrieb zum Erliegen kommen. Daher ist es wichtig, dass der Computer so gebaut ist, dass er rauen Umgebungen standhält und mehr als 5 Jahre hält. Im Gegensatz zu Computern für Endverbraucher sind Industrie-PCs in der Regel für 15 Jahre erhältlich. Wenn Ihr Computer kaputt geht oder Sie Ihren Betrieb erweitern und ein zweites System einrichten möchten, können Sie denselben Box-PC noch viele Jahre lang kaufen. Dies reduziert die Gemeinkosten, die durch die mehrfache Beschaffung, Prüfung und Validierung anfallen.
Bildverarbeitungscomputer sind modular
Industrielle Mini-PCs sind aufgrund ihrer Erweiterbarkeit und Modularität ideal für Bildverarbeitungsanwendungen. Für manche Aufgaben ist ein Standard-Mini-PC vielleicht genau das, was Sie brauchen. Schließlich sind diese Computer für industrielle Anwendungen konzipiert und verfügen über gängige E/As und Funktionen für die industrielle Bildverarbeitung und ähnliche Anwendungen. Bildverarbeitungssysteme sind jedoch einzigartig. Erweiterungssteckplätze und benutzerdefinierte Konfigurationsoptionen sind ein effektiver Weg, um genau das zu bekommen, was Sie für Ihr System brauchen, ohne für das zu bezahlen, was Sie nicht brauchen.
Ein gutes Beispiel dafür ist der TB-5545-MVS von Teguar, ein robuster Mini-PC, der speziell für Bildverarbeitungssysteme entwickelt wurde. Dieser Computer verfügt über 3 Erweiterungsoptionen: keine Erweiterung, 2x Erweiterungssteckplätze und 4x Erweiterungssteckplätze. Dadurch ist er äußerst flexibel und kann für sehr spezifische Anwendungen eingesetzt werden. Der TB-5545-MVS kann zum Beispiel 4x PoE-Ausgänge oder insgesamt 12x USB 3.0-Ports aufnehmen. Dieses Gerät kann auch mit GPIO konfiguriert werden, so dass es einfache Geräte wie Magnetventile direkt steuern kann, um das Produkt auf der Grundlage der vom Bildverarbeitungssystem bereitgestellten Informationen umzuleiten.
CPU-Anforderungen für Machine Vision
Die meisten Bildverarbeitungssysteme benötigen eine hohe Rechenleistung und Geschwindigkeit, aber auch hier gilt, dass diese Systeme einzigartig sind und Sie nicht für etwas bezahlen möchten, das Sie nicht benötigen. Bei Teguar unterteilen wir unsere Box-PCs in solche mit hoher Rechenleistung (Core i3/i5/i7) und solche mit niedriger Rechenleistung (Atom/Celeron). Dies entspricht der Kategorisierung der CPUs von Intel.
Hardware-Sicherheit für Machine Vision Systeme
Ein weiteres wichtiges Merkmal von Bildverarbeitungscomputern ist die TPM 2.0-Sicherheit. Die TPM-Hardware-Sicherheit ist sicherer als Software allein. TPM schützt den Computer vor raffinierten Hacking-Methoden, Brute-Force-Angriffen und physischem Diebstahl des Computers. In einer Situation, in der Ihr Computer wichtige Daten über Ihr Unternehmen erfasst, Maschinen steuert oder die Qualität Ihres Produkts überwacht, ist es unerlässlich, Ihren Computer auf höchstem Niveau zu sichern. Lesen Sie den technischen Artikel von Teguar über TPM 2.0 Sicherheit.
Machine Vision nutzt Power over Ethernet
PoE verwendet ein Ethernet-Kabel, um ein Gerät mit Strom zu versorgen und Daten zu und von dem Gerät zu übertragen. PoE kann in Bildverarbeitungssystemen sehr vorteilhaft sein, wenn mehrere Kameras entlang eines Fließbandes oder in einer Anlage aufgestellt sind. Es entfällt die Notwendigkeit, ein Stromkabel zu jedem Gerät zu verlegen oder eine Steckdose in der Nähe jedes Geräts zu installieren. Computer können über Ethernet mit Strom versorgt werden, und einige Computer können sogar andere Geräte, wie Kameras und Monitore, über ihre Ethernet-Anschlüsse mit Strom versorgen. Erfahren Sie mehr über PoE.
Bildverarbeitungs-Kameras und Peripheriegeräte
Der Computer ist auf Peripheriegeräte angewiesen, um visuelle Informationen zu sammeln. Dabei kann es sich um eine einfache Kamera handeln, die die Farbe oder Größe eines Objekts auf Ihrer Produktionslinie erfasst, oder um eine 4K-Videokamera, die beobachtet, wie Menschen Ihr Geschäft betreten oder verlassen. Eine Wärmebildkamera kann verwendet werden, um sicherzustellen, dass Lebensmittel gründlich erhitzt werden, oder um die Körpertemperatur von Mitarbeitern zu überprüfen, wenn diese Ihre Fabrik betreten. Röntgengeräte werden bei der Sicherheitskontrolle am Flughafen eingesetzt, um den Inhalt Ihrer Tasche zu überprüfen. Dieses Beispiel beruht auf einer menschlichen Entscheidung, aber die Röntgenbilder können zur Analyse und Entscheidung an einen Computer gesendet werden, der das menschliche Element unterstützt oder ganz überspringt.
Röntgengeräte, CT-Scanner, MRT-Geräte und andere medizinische Bildgebungsgeräte können alle mit einem Bildverarbeitungssystem arbeiten. Die medizinische Aufnahme wird an den Computer gesendet und dann analysiert oder mit Millionen anderer Bilder verglichen. Der Computeralgorithmus kann dann empfehlen, dass der Patient eine zusätzliche Untersuchung oder eine bestimmte Behandlung erhält. Vergewissern Sie sich, dass die Hardware Ihres Bildverarbeitungscomputers über alle Anschlüsse verfügt, die Sie für die von Ihnen geplanten Peripheriegeräte benötigen.
Bildverarbeitungssoftware
Die Software steuert den Computer und seine Peripheriegeräte. Wie bei der Computerhardware gibt es auch bei der Software eine Vielzahl von Programmen, die sofort einsatzbereit sind, bis hin zu vollständig konfigurierten und einzigartigen Systemen. Ihre Hardware und Software müssen kompatibel sein und den Anforderungen Ihrer Bildverarbeitungsanwendung entsprechen. Teguar ist auf die Hardware-Komponente spezialisiert, aber unsere Ingenieure und Servicemitarbeiter halten sich über Branchentrends und neue Bildverarbeitungsprodukte auf dem Laufenden. Wir können Ihnen helfen, die beste Computer-Hardware zu finden, die zu Ihrer Software und Ihren Peripheriegeräten passt.
Was sind Bildverarbeitungsanwendungen?
Qualitätskontrolle der Produktionslinie
Ein maschinelles Bildverarbeitungssystem löst eine Kamera aus, die ein Bild eines Hutes aufnimmt, der gerade aus einer Produktionslinie kommt. Das Foto wird an einen Computer gesendet, der das Bild analysiert, um sicherzustellen, dass die Streifen in der richtigen Richtung verlaufen, das Logo gerade sitzt und die Gesamtform des Hutes korrekt ist.
Ärztlich unterstützte Entscheidungsfindung
Der CT-Scan eines Patienten wird in einer Datenbank mit Millionen von anderen CT-Scans analysiert. Der Computer weist den Arzt dann auf Anomalien hin oder kann sogar eine Diagnose stellen.
Polizeiliche Überwachung
Mehrere 4K-Kameras überwachen einen öffentlichen Bereich. Gesichtserkennungssoftware wird verwendet, um nach einer vermissten Person oder einem Kriminellen zu suchen.
Produktidentifizierung und -sortierung
Eine Lebensmittelverpackungsanlage, die Rama-Tomaten und Kirschtomaten verarbeitet, verwendet eine 4K-Kamera, um Größe und Form der Tomaten zu bestimmen. Dann analysiert ein Computer die Tomaten und eine Sortiermaschine schickt die Tomaten nach rechts oder links.
Wenn Sie mehr über Teguar Box PCs oder Anwendungen der industriellen Bildverarbeitung erfahren möchten, sehen Sie sich unsere TB-5545-MVS an oder kontaktieren Sie uns, um Ihre Anwendung zu besprechen.