فناوری بینایی کامپیوتر با گسترش قابلیتهای رباتیک مدرن، بیش از پیش ضروری شده است.
دیدارنیوز: فناوری بینایی کامپیوتر با گسترش قابلیتهای رباتیک مدرن، بیش از پیش ضروری شده است. وسایل نقلیه خودران، رباتهای انباردارِ سفارشگیر، پهپادها و ربات جوشکاری در هر شکل و اندازهای، به ظرفیتهای بصریای نیاز دارند که با بینایی ما قابل مقایسه یا حتی فراتر از آن باشد.
به عبارت ساده، یک سیستم بینایی کامپیوتر، تصویری را پیکسل به پیکسل ایجاد میکند، معمولاً به طوری که یک واحد پردازش بتواند وجود یک ویژگی خاص را تشخیص دهد، روشی که به عنوان استخراج ویژگی شناخته میشود. به طور معمول، تکنیکهای مورد استفاده برای شناسایی ویژگیها به دو دسته بزرگ تعلق دارند: مدلمحور و دادهمحور. به طور مرسومتر، رویکرد مدلمحور شامل کدگذاری دستی تکراری ویژگیها است. رویکردهای دادهمحور که با یادگیری ماشین پشتیبانی میشوند ، با رشد الگوریتمهای یادگیری عمیق، رواج بیشتری یافتهاند.
نیازی به گفتن نیست که هر سیستم بینایی کامپیوتری که برای رباتیک استفاده میشود، باید دارای دوربین باشد. دوربین رباتیک به گونهای طراحی شده است که اطلاعات تصویر را ضبط کرده و آن را به صورت غیرفشرده برای پردازش ارسال کند. با دوربینهای استاندارد مصرفی، دادههای تصویر فشرده میشوند که باعث ایجاد یک تصویر روان میشود، اما کیفیت مورد نیاز برای کاربردهای رباتیک را ارائه نمیدهد.
دوربین ایدهآل برای یک سیستم مشخص به مواردی که باید بررسی شوند، سرعت حرکت اشیاء، روشنایی، دمای عملیاتی، فضای مورد نیاز و هزینه بستگی دارد.
دوربینهای اسکن خطی که معمولاً در کاربردهای پرسرعت استفاده میشوند، تنها چند خط پیکسل را برای ایجاد یک تصویر ثبت میکنند. این دوربینها برای بررسی کیفیت چاپ در سرعتهای بالا، مرتبسازی سریع نامهها، بررسی بستهبندی از نظر آسیبدیدگی و در کنترل کیفیت قطعات الکترونیکی ظریف و پیچیده استفاده شدهاند.
دوربینهای اسکن منطقهای برای تجزیه و تحلیل عمیقتر مناسبتر هستند. این دوربینها از یک حسگر مستطیلی با خطوط پیکسلی زیاد برای ثبت یک تصویر کامل به طور همزمان استفاده میکنند. دوربینهای اسکن منطقهای در برخی از سیستمهای تضمین کیفیت و در رباتیکهای جمعآوری کالا در انبار یا ربات پالتایزر استفاده شدهاند.
اگر کاربرد رباتیک نیازی به تجزیه و تحلیل رنگ نداشته باشد، دوربین تک رنگ معمولاً گزینه بهتری است. از آنجا که دوربینهای تک رنگ فیلتر رنگی ندارند، میتوانند تصاویر دقیقتری نسبت به دوربینهای رنگی ارائه دهند.
در دوربینهای CMOS، قطعات الکترونیکی که نور را به سیگنالهای الکترونیکی تبدیل میکنند، در قسمت بیرونی حسگر تعبیه شدهاند که باعث انتقال سریعتر اطلاعات میشود. حسگرهای CMOS نسبت به حسگرهای CCD دامنه دینامیکی بالاتری دارند و به آنها این امکان را میدهند که هم اشیاء یا صحنههای روشن و هم سایهدار را ثبت کنند.
این واقعیت که سنسورهای CCD قطعات الکترونیکی پیچیدهای روی سطح خود ندارند، آنها را ارزانتر میکند. این دوربینها قادر به ثبت نور بیشتری نسبت به دوربینهای CMOS هستند و بنابراین ضریب نویز کمتر، ضریب پر شدن بالا و وفاداری رنگ بیشتری دارند و آنها را به گزینهای جذاب برای کاربردهای کمنور و کمسرعت تبدیل میکند.
شاتر سراسری گرانتر، کل سطح حسگر را به طور همزمان در معرض نور قرار میدهد و باعث اعوجاج کمتری در سرعتهای بالا میشود.
این قابلیت که فقط در دوربینهای CMOS موجود است، شاتر چرخشی تصویر را خط به خط اسکن میکند. خطوط ثبت شده سپس در یک تصویر کامل ترکیب میشوند. اگر اشیاء در قاب سریع حرکت کنند یا کیفیت نور پایین باشد، این دوربین مستعد تولید تصاویر تحریف شده است.
نرخ فریم یک دوربین، تعداد فریمهایی است که میتواند در یک ثانیه ثبت کند. برای کاربردهای سریع، مانند کنترل کیفیت در یک خط تولید سریع، دوربین باید نرخ فریم نسبتاً بالایی داشته باشد. در سوی دیگر طیف، بسیاری از کاربردها، از جمله بسیاری از کاربردهای تحقیقات میکروسکوپی، از دوربینهایی با نرخ فریم نسبتاً پایین استفاده میکنند.
در رابطه با رزولوشن، یک فرمول رایج برای تعیین میزان رزولوشن مورد نیاز برای یک کاربرد خاص وجود دارد:
رزولوشن = (اندازه شیء / اندازه جزئیات).
برای مثال، برای تعیین رنگ چشم افراد با قد متوسط، حدود دو متر، فرمول به این صورت خواهد بود: (۲ متر ÷ ۱ میلیمتر) = ۴،۰۰۰،۰۰۰ پیکسل یا ۴ مگاپیکسل
رایجترین اندازه یک دوربین کامپکت مدرن حدود ۳۰ میلیمتر در هر طرف است. با این حال، دوربینهایی بدون محفظه وجود دارند که عرض آنها فقط ۶ میلیمتر است. این دوربینها برای کاربردهای با اندازه محدود و مقرونبهصرفه کاملاً مفید هستند، اما به زیرساخت فنی متمایزی نیاز دارند.
هنگام انتخاب سیستم دوربین رباتیک، به دنبال سیستمی باشید که استفاده از آن آسان و انعطافپذیر باشد. باید تنظیماتی داشته باشد که بتوانید به راحتی آنها را تغییر دهید، مانند وضوح تصویر، نرخ فریم و کیفیت تصویر. بررسی کنید که آیا دستورالعمل نصب آن وجود دارد تا به درستی کار کند یا خیر و ببینید که آیا در صورت نیاز به کمک در استفاده از سیستم، پشتیبانی خوبی در دسترس است یا خیر.
هنگام جستجوی یک سیستم دوربین رباتیک که سهولت استفاده و انعطافپذیری را ارائه میدهد، در نظر گرفتن جنبههای سختافزاری و نرمافزاری مهم است. برای سختافزار، به دنبال سیستمهایی با کنترلهای بصری و رابطهای کاربرپسند باشید که به شما امکان دسترسی سریع به تنظیماتی مانند وضوح، نرخ فریم، کیفیت تصویر و موارد دیگر را میدهد.
وقتی صحبت از نرمافزار میشود، به دنبال سیستمهایی باشید که دستورالعملهای جامعی در مورد نصب و نگهداری سیستم داشته باشند. علاوه بر این، به دنبال سیستمهایی باشید که در صورت بروز هرگونه مشکل در طول راهاندازی یا بهرهبرداری، خدمات پشتیبانی کامل ارائه میدهند. در نهایت، مطمئن شوید که سیستم قابل تنظیم است تا بتوانید آن را متناسب با نیازهای خود تنظیم کنید.
علاوه بر این، اگر قصد دارید از سیستم دوربین رباتیک خود در محیطهایی که نیاز به اقدامات امنیتی اضافی مانند رمزگذاری دارند استفاده کنید، سازگاری عامل مهمی است که باید در نظر بگیرید.
سیستمهایی با کانالهای ارتباطی امن میتوانند از دادههای شما محافظت کرده و از افتادن آنها به دست افراد نادرست جلوگیری کنند.
همچنین قبل از خرید، بررسی این نکته که یک سیستم چقدر به راحتی قابل تنظیم است، ارزشمند است. برخی از سیستمهای دوربین رباتیک از قبل با ویژگیهایی برنامهریزی شدهاند که ممکن است برای همه برنامهها مناسب نباشند، بنابراین به دنبال سیستمی باشید که به راحتی با توجه به نیازها و ترجیحات خاص شما قابل تنظیم باشد. سیستمهای قابل تنظیم به شما این امکان را میدهند که تنظیماتی مانند وضوح، نرخ فریم و کیفیت تصویر را تنظیم کنید تا بهترین فیلم ممکن را برای همه پروژههای خود بدست آورید.
در نهایت، در نظر بگیرید که نصب و نگهداری سیستم دوربین پس از خرید چقدر آسان خواهد بود. در صورت بروز هرگونه مشکل در طول راهاندازی یا بهرهبرداری، به دنبال سیستمهایی با دستورالعملهای نصب جامع و خدمات پشتیبانی قوی باشید.
دوربینهای رباتیک شامل اجزای پیچیدهای هستند که باید به درستی نصب شوند تا از عملکرد صحیح آنها اطمینان حاصل شود. داشتن خدمات پشتیبانی قابل اعتماد، تضمین میکند که مشکلات به سرعت و به طور موثر و بدون ایجاد اختلال در گردش کار یا بهرهوری، برطرف شوند.
