Máy ảnh thông minh trong hệ thống thị giác máy hiện đại

Trong tự động hóa sản xuất, máy ảnh thông minh đóng vai trò quan trọng trong các hệ thống thị giác với nhiệm vụ thu thập hình ảnh, xử lý và phân tích dữ liệu.

Trong tự động hóa sản xuất, máy ảnh thông minh đóng vai trò trung tâm trong các hệ thống thị giác chính xác, hiệu quả. Những máy ảnh này là thiết bị nhỏ gọn, dễ sử dụng kết hợp việc thu thập hình ảnh, xử lý và phân tích dữ liệu vào một công cụ duy nhất.

1. Máy ảnh thông minh là gì?

Dataman 280 đọc mã vạch các thùng đóng gói

Máy ảnh thông minh thị giác máy kết hợp một máy ảnh và một máy tính thành một. Khác với máy ảnh truyền thống chỉ chụp ảnh, chúng xử lý và phân tích hình ảnh mà không cần một máy tính riêng biệt.

Một cách khác để nghĩ về máy ảnh thông minh là hình dung về mắt của con người (một cảm biến) và trí thông minh của máy tính (bộ xử lý) được kết hợp vào một. Chúng hữu ích để phát hiện khuyết điểm, đọc mã vạch hoặc hướng dẫn cánh tay robot.

Máy ảnh thông minh làm cho tự động hóa và kiểm soát chất lượng trở nhanh chóng hơn, đáng tin cậy hơn và hiệu quả hơn - chiếm ít diện tích hơn và dễ thiết lập và bảo trì hơn so với các hệ thống thị giác máy truyền thống với máy tính riêng biệt.

Máy ảnh thông minh hiện đại thường bao gồm các tính năng AI giúp dễ dàng lắp đặt, linh hoạt và mạnh mẽ đủ để xử lý các nhiệm vụ công nghiệp phức tạp.

Camera In-sight 2800 kiểm tra ký tự trên hộp nước hoa quả

2. Sự phát triển của máy ảnh thông minh

Trong quá khứ, các máy ảnh thị giác máy chỉ phù hợp cho các ứng dụng cơ bản và các nhiệm vụ đơn giản.

Các máy ảnh thông minh ban đầu không đủ cho các nhiệm vụ phức tạp hơn do sức mạnh xử lý và chức năng hạn chế.

Những thiết bị này đã phát triển nhanh chóng, với sự tiến bộ trong công nghệ vi xử lý và giảm chi phí. Bây giờ chúng có thể thực hiện các nhiệm vụ mà trước đây chỉ có các hệ thống dựa trên PC đắt tiền mới có thể thực hiện.

Ví dụ, nhiều máy ảnh thông minh hiện nay bao gồm các tính năng như đọc mã vạch 2D, nhận diện ký tự quang học (OCR) và so khớp mẫu.

3. Máy ảnh công nghiệp thông minh của Cognex

Cognex luôn là một nhà đổi mới trong lĩnh vực máy ảnh thông minh.

Các máy ảnh thông minh như In-Sight 2800 rất phù hợp cho các nhiệm vụ phức tạp - sử dụng các công cụ để giải quyết các ứng dụng khó khăn hơn. Điều này giúp các nhà sản xuất xử lý các nhiệm vụ thị giác khó khăn, ngay cả trong môi trường khó khăn. In-Sight SnAPP cũng là một máy ảnh thông minh tuyệt vời cho các nhiệm vụ đơn giản và tự động hóa quy trình nhanh chóng.

Với những sáng kiến như vậy, máy ảnh thông minh đã mở rộng phạm vi ứng dụng của mình vào các ngành công nghiệp, bao gồm sản xuất, logistics, ô tô và chế biến thực phẩm.

Cảm biến In-Sight SnAPP phân loại vòng bi trên dây chuyền sản xuất

4. Ưu điểm của máy ảnh thông minh

Dễ sử dụng: Máy ảnh thông minh đơn giản, với giao diện phần mềm thân thiện với người dùng và không cần kiến thức trước về thị giác máy.

Tất cả trong một: Chúng chụp và xử lý hình ảnh tất cả trong một đơn vị - không cần máy tính bên ngoài.

Thiết kế nhỏ gọn: Máy ảnh thông minh tiện lợi vừa với vào các khu vực nhỏ, chiếm ít diện tích và không đòi hỏi cơ sở hạ tầng nhiều.

Linh hoạt: Từ phát hiện khuyết điểm trong sản xuất đến đọc mã vạch trong logistics, máy ảnh thông minh có thể xử lý nhiều nhiệm vụ - cải thiện độ chính xác và tối ưu hóa năng suất.

Tính mở rộng: Chúng có thể dễ dàng mở rộng bằng cách thêm nhiều đơn vị trong các giai đoạn khác nhau của quá trình sản xuất, địa phương hóa kiểm tra và giảm gánh nặng cho các hệ thống trung tâm.

Hiệu quả chi phí: Những máy ảnh này cung cấp một giải pháp chi phí thấp so với các hệ thống thị giác máy dựa trên PC, giúp chúng trở nên dễ tiếp cận hơn đối với các doanh nghiệp nhỏ.

Hiệu quả trong môi trường công nghiệp: Ngay cả trong môi trường công nghiệp không dự đoán và điều kiện thay đổi, máy ảnh thông minh công nghiệp hoạt động đáng tin cậy.

5. Hệ thống thị giác máy là gì?

Hệ thống thị giác máy là một phần quan trọng của tự động hóa công nghiệp. Những hệ thống này sử dụng máy ảnh và phần mềm xử lý hình ảnh để thực hiện các nhiệm vụ như kiểm tra và xác định.

Khác với máy ảnh thông minh (thường là các thiết bị đứng riêng), hệ thống thị giác máy có nhiều phần trong một hệ thống như máy ảnh, đèn chiếu sáng và các đơn vị xử lý, hoạt động cùng nhau để hỗ trợ quá trình sản xuất. 

5.1 Cấu tạo của hệ thống thị giác máy

Máy ảnh: Các hệ thống này có thể sử dụng nhiều loại máy ảnh, chẳng hạn như máy ảnh dòng quét, máy ảnh dạng diện tích và máy ảnh 3D, mỗi loại phù hợp cho các ứng dụng khác nhau.

Ánh sáng: Ánh sáng phù hợp là cần thiết để chụp được hình ảnh rõ ràng. Hệ thống thị giác máy sử dụng các kỹ thuật chiếu sáng khác nhau để giúp chụp hình ảnh chất lượng cao cho việc kiểm tra chính xác.

Đơn vị xử lý: Những máy tính này phân tích các hình ảnh đã chụp bằng các thuật toán để phát hiện khuyết điểm và xác định đối tượng.

5.2 Ứng dụng trong hệ thống thị giác máy

Hệ thống thị giác máy được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp, bao gồm sản xuất, ô tô, điện tử, dược phẩm và nhiều ngành khác. Những hệ thống này hỗ trợ các nhiệm vụ như:

• Kiểm tra sản phẩm để phát hiện khuyết điểm, đảm bảo đạt tiêu chuẩn chất lượng.

• Đo kích thước của các đối tượng một cách chính xác.

• Xác định và đọc mã vạch, mã QR và các dấu hiệu khác để theo dõi và sắp xếp.

6. Tìm hiểu các loại máy ảnh thị giác máy

Máy ảnh thông minh thị giác máy có ba hình thức chính, mỗi loại được tùy chỉnh cho các nhiệm vụ và ứng dụng cụ thể.

6.1 Máy ảnh line scan ( dạng quét)

• Chụp hình ảnh một dòng một lần.

• Tốt cho việc kiểm tra vật liệu liên tục như vải hoặc giấy di chuyển nhanh dọc theo dây chuyền sản xuất.

• Ví dụ thực tế: Trong sản xuất dệt may, một hệ thống máy ảnh thông minh lắp trên băng tải có thể kiểm tra các cuộn vải dài để phát hiện khuyết điểm, đảm bảo đạt tiêu chuẩn chất lượng cao.

6.2 Hệ thống thị giác 2D (còn gọi là máy ảnh dạng diện tích)

• Loại hệ thống thị giác máy phổ biến nhất.

• Có thể chụp hình ảnh toàn bộ hình chữ nhật giống như một máy ảnh truyền thống.

• Từ việc đọc mã vạch cơ bản đến nhận diện mẫu phức tạp, hệ thống 2D phù hợp với một loạt các ứng dụng.

• Ví dụ thực tế: Trong logistics, máy ảnh thông minh đọc mã vạch trên các gói hàng trên băng chuyền, theo dõi và sắp xếp lô hàng với độ chính xác cao.

6.3 Hệ thống thị giác 3D

• Sử dụng tia laser để thêm thông tin chiều sâu vào kiểm tra hình ảnh

• Tốt cho độ chính xác và định hướng trong các nhiệm vụ, như hướng dẫn robot để chọn đặt hoặc hoạt động hàn.

• Ví dụ thực tế: Một hệ thống thị giác 3D hướng dẫn cánh tay robot chọn lên một sản phẩm ở hướng đúng, mặc dù sản phẩm có hướng ngẫu nhiên.

Hai hộp trên băng chuyền với một mã vạch được phóng to trên hộp