بینایی فراگیر: راهنمای جامع | Sinoseen

بینایی فراگیر به ادغام توانایی‌های بینایی کامپیوتری در دستگاه‌ها و سیستم‌های فراگیر اشاره دارد. در این مقاله، ما ابتدا مفاهیم پایه سیستم‌های بینایی فراگیر را معرفی خواهیم کرد و سپس به بررسی مختلفترین مزایا و کاربردهای آن‌ها خواهیم پرداخت.

چیستی دید مدرن؟

بینایی فراگیر به یک ماشینی اشاره دارد که از طریق روش‌های بصری اطراف خود را درک می‌کند، و به سادگی به استفاده از تکنیک‌های بینایی کامپیوتری در سیستم‌های فراگیر اشاره دارد که شامل دو فناوری است: سیستم‌های فراگیر و بینایی کامپیوتری (گاهی به عنوان بینایی ماشینی شناخته می‌شود). به عبارت دیگر، «بینایی فراگیر» به یک سیستم فراگیر که معنایی از ورودی بصری استخراج می‌کند، اشاره دارد. سیستم‌های فراگیر می‌توانند هر سیستم میکروپروسسوری باشند که وظیفه خاصی انجام می‌دهند و در همه جا موجود هستند.

بزرگترین تفاوت بین بینایی فراگیر و آنچه اغلب به عنوان سیستم بینایی ماشینی شناخته می‌شود این است که سیستم‌های بینایی فراگیر دستگاه‌های یکپارچه هستند، یعنی بینایی فراگیر مجموعه‌ای از سیستم‌های فراگیر و فناوری بینایی ماشینی است.

تفاوت بین دید مbedد و دید ماشین سنتی

سیستم دید ماشین سنتی از سه قسمت تشکیل شده است: سیستم دوربین، سیستم پردازش تصویر و سیستم نمایش خروجی. دوربین از طریق پورت شبکه یا رابط USB به کامپیوتر متصل می‌شود؛ دوربین اطلاعات تصویری جمع‌آوری کرده و آن را به کامپیوتر برای پردازش شناسایی تصویر ارسال می‌کند.

و سخت‌افزار سیستم دید فراگیر شامل ماژول دوربین و تخته پردازش، توابع جمع‌آوری تصویر و پردازش تصویر را در یک دستگاه ترکیب می‌کند. این دستگاه حساب‌های لبه را پشتیبانی می‌کند، داده‌ها را دریافت و پردازش می‌کند، تصمیم‌گیری می‌کند و سپس داده‌ها را به دستگاه‌های دیگر یا پردازش و تحلیل محلی یا مبتنی بر ابر ارسال می‌کند. طراحی فشرده آن می‌تواند به راحتی در دستگاه‌های صنعتی و همراه قرار گیرد، با مصرف انرژی کم، کاهش نیاز به باند عرضی و تاخیر کمتر.

معماری‌های سیستم دید فراگیر متنوع هستند، با مولفه‌های سفارشی و استاندارد مختلف.

프로그kBنت های معمولی در یک سیستم دید فراگیر شامل:

• پردازنده فراگیر - انجام الگوریتم‌ها و کنترل دستگاه
• ماژول دوربین - جمع‌آوری تصاویر/ویدئوهای صحنه
• عدسه - تنظیم FOV بر اساس نیازهای برنامه
• حافظه - ذخیره سازی تصاویر، کد برنامه و داده‌ها
• رابط‌ها - اتصال دوربین، حافظه و دستگاه‌های ورودی/خروجی

این مزایا از دید مدرن

دید فراگیر با خصوصیات اندازه کوچک، طبیعت زمان واقعی و قابلیت نصب در مکان‌های لبه مشخص می‌شود. این امکان را فراهم می‌کند تا توابع هوشمند دید به دستگاه بدون نیاز به سخت‌افزار پردازش خارجی اضافه شود.

سیستم دید فراگیر استفاده آسان، نگهداری آسان و نصب آسان دارد. می‌تواند سیستم قابل اعتماد و مؤثر دید ماشین را به سرعت ساخت و سرعت توسعه سیستم کاربردی را به شدت افزایش دهد.

در مقایسه با دید ماشین سنتی، سیستم‌های دید فراگیر هزینه کمتری دارند. حتی سیستم‌های دید فراگیر سفارشی در سطح بالا نیز ارزان‌تر از سیستم‌های دید ماشین هستند. علت اصلی این موضوع این است که سیستم‌های دید فراگیر نیاز به تجهیزات سخت‌افزاری کمتری دارند، که آنها را گزینه اقتصادی برای بسیاری از کاربردها، حتی با هزینه‌های ادغام بالا، می‌کند.

علاوه بر این، سیستم‌های دید فراگیر با سادگی استفاده، سادگی نگهداری، سادگی نصب، مصرف انرژی کم و طراحی فشرده مشخصه هستند. توانایی ساخت سریع یک سیستم دید ماشین قابل اتکا و مؤثر که توسعه کاربردها را به شدت شتاب می‌دهد، مناسب فضاهای محکم و ادغام با سیستم‌های موجود است. اما avantaj واقعی دید فراگیر این است که بخش‌های آن به سیستم‌های موجود اثر منفی ندارند.

سیستم‌های دید مونتاژی کارهایی را می‌توانند انجام دهند که سیستم‌های دید ماشینی سنتی نمی‌توانند انجام دهند. سیستم‌های دید مونتاژی می‌توانند تصاویر را جمع‌آوری و پردازش کنند، که این امکان به سیستم‌های مکانیکی اجازه می‌دهد به دنیای اطراف خود واکنش نشان دهند و استقلال خود را افزایش دهند. سیستم‌های دید مونتاژی می‌توانند با استفاده از یادگیری عمیق به تصاویر واکنش نشان دهند و آنها را تشخیص دهند، که این امکان به سیستم‌های مکانیکی اجازه می‌دهد بر اساس محیط اطراف تصمیم‌گیری کنند.

چالش‌ها ه دید مونتاژی با چالش‌هایی روبرو خواهد بود

دید مونتاژی با چندین چالش روبرو است که اصلی‌ترین آنها مربوط به پیاده‌سازی فنی، محدودیت منابع و ویژگی‌های حوزه کاربردی هستند. در ادامه برخی از مهم‌ترین چالش‌ها ذکر شده است:

1. سرعت پردازش: سیستم‌های دید مونتاژی نیاز دارند که مقدار زیادی از داده‌های بصری را به صورت واقعی-زمانی پردازش کنند، که این کار نیازمند پردازنده‌های سریع و الگوریتم‌های کارآمد است تا عملکرد واقعی-زمانی و دقت را تضمین کند.

2. مشکل مصرف انرژی: از آنجایی که سیستم‌های دید محوطه‌ای (embedded vision) نیاز به مصرف زیادی از قدرت محاسباتی و پردازش دارند، این موضوع یک چالش بزرگ برای دستگاه‌های کوچک (مانند تلفن‌های همراه، درون‌پروازها و غیره) که از انرژی باتری تغذیه می‌شوند، محسوب می‌شود. چگونگی کاهش مصرف انرژی در حالی که عملکرد را تضمین می‌کنیم، یک موضوع کلیدی است که باید در فناوری دید محوطه‌ای حل شود.

3. محدودیت حافظه و ذخیره‌سازی: سیستم‌های دید محوطه‌ای نیاز به پردازش مقدار زیادی از داده‌های تصویری دارند که نیازمند حافظه و فضا‌ی ذخیره‌سازی فراوانی است. با این حال، منابع حافظه و ذخیره‌سازی در بسیاری از دستگاه‌های محوطه‌ای محدود است که این موضوع محدودیت‌هایی را در حوزه کاربرد و عملکرد سیستم‌های دید محوطه‌ای ایجاد می‌کند.

4. منابع محدود محوطه‌ای: به علاوهٔ محدودیت‌های حافظه و ذخیره‌سازی که اشاره شد، سیستم‌های محوطه‌ای منابع محدودی نظیر قدرت محاسباتی و باند‌ویدث دارند. چگونگی دستیابی به پردازش بصری کارآمد با منابع محدود، یک چالشی است که فناوری دید محوطه‌ای باید با آن مواجه شود.

5. بهینه‌سازی الگوریتم‌ها و مدل‌ها: سیستم‌های دید مونتاژی نیاز به الگوریتم‌ها و مدل‌های پیچیده دید کامپیوتری دارند. این الگوریتم‌ها و مدل‌ها باید برای ویژگی‌های سیستم‌های مونتاژی بهینه‌سازی شوند تا مقدار محاسبات را کاهش دهند، مصرف انرژی را کمتر کنند و به نیازهای پردازش در زمان واقعی تنظیم شوند.

6. امنیت و حریم خصوصی: با اینکه فناوری دید مونتاژی در حوزه‌های مختلف به صورت گسترده‌ای استفاده می‌شود، چگونگی تضمین امنیت و حریم خصوصی داده‌ها به یک چالش مهم تبدیل شده است. مکانیسم‌های مؤثر رمزگذاری و محافظت از حریم خصوصی باید طراحی شوند تا جلوگیری از رشک و سوءاستفاده از داده‌ها امکان‌پذیر باشد.

کاربردهای سیستم‌های دید مونتاژی

سیستم دید مونتاژی می‌تواند کاربردهایی مانند شناسایی تصویر، آشکارسازی تصویر، ردیابی تصویر، موقعیت‌یابی بصری، اندازه‌گیری اشیاء، مرتب‌سازی اشیاء و سایر کاربردها را انجام دهد. این سیستم در صنایع تولیدی، تولید نیمه‌رساناها و الکترونیکی، لوژیستیک، رباتیک، خودرانی خودروها، درون‌پرتاب‌ها، الکترونیک مصرف‌کننده، نظارت امنیتی، تشخیص پزشکی و زمینه‌های دیگر به کار می‌رود.

نتیجه گیری

با توسعه صنعت 4.0، تقاضای سیستم‌های دید در بازار صنعتی افزایش خواهد یافت و صنایع بیشتری راه‌حل‌های دید مونتاژی را استفاده می‌کنند. مزایای سیستم‌های دید مونتاژی نسبت به سیستم‌های دید ماشینی سنتی واضح‌تر است؛ معمولاً ارزان‌تر هستند، مصرف انرژی کمتری دارند و طراحی آن‌ها جریان‌تر است. در بیشتر موارد، فناوری دید مونتاژی می‌تواند نیازهایی را که سیستم‌های دید ماشینی نمی‌توانند برآورده کنند، تأمین کند.