Чем техническое зрение отличается от ручного сканера (из серии статей "Как компьютерные «глаза» и «мозг» работают над задачами по автоматизации маркировки")

Компьютерные системы, а в их числе и системы технического (машинного) зрения, решают разные задачи, связанные с обработкой больших массивов данных, все в больших и больших областях человеческой жизни.

Принцип работы таких систем схож с работой человеческого зрения: камера - глаз собирает информацию, передает ее в виде изображений или видео в потоке, а затем искусственный интеллект ее обрабатывает, решая разного рода прикладные задачи.

В этой серии статей мы решили поговорить о том, как системы технического зрения работают в бизнес-процессах, связанных с маркировкой товаров на различных производствах. Одно из самых очевидных применений систем технического зрения здесь – это считывание штрих кода или 2D кода, но это лишь одно из частных применений. И в целом, техническое зрение - это не только считывание кодов, а еще и контроль различных параметров по картинке.

Для начала давайте выясним, есть ли отличие между понятным и привычным ручным сканером, которые мы наблюдаем в магазине, и тем устройством, которое мы называем камерой машинного зрения, которая используется, как правило, в промышленности, на производствах.

Если отвечать на этот вопрос принципиально, то можно сказать, что фундаментальной разницы для считывания кода нет: и ручной сканер, и камеры выполняют аналогичные функции - обработку изображений с целью поиска штрих кода. Разница  есть в мощности и «интеллектуальных» возможностях. Приведем бытовой пример: и маленький самолетик-кукурузник, и огромный Боинг летают, но уровень оснащенности и решаемых задач совершенно разный.

Итак, давайте сравним ручной сканер и камеры технического зрения по оснащенности и решаемым задачам. 

Иногда специалисты, связанные с маркировкой, говорят: сканер с легкостью считал штрих код, с которым не справилось «мощное» техническое зрение. Отчего так? 

Недоумение понятно: стационарные камеры имеют бОльшие вычислительные мощности, более совершенный декодер, и по идее, лучше должны считывать штрих коды. Но на практике так бывает не всегда. Наш опыт говорит, что чаще всего это может быть связано с неверной подготовкой. Вся система работает по самому слабому звену, и чтобы раскрыть все возможности интеллекта системы технического зрения, необходимо тщательно и профессионально ее установить и настроить.

По житейскому опыту мы помним, как кассир действует ручным сканером, когда штрих код не считывается: разглаживает упаковку, двигает сканер ближе или дальше, поворачивает его под другим углом с тем, чтобы устранить возможные помехи, «поймать код» в фокус, то есть предпринимает попытки изменить условия.

Неудачно установленная или настроенная автоматическая камера не сможет исправить проблему, поэтому, при настройке камер требуется гораздо более профессиональная подготовка.

Приведем пример. На скоростных линиях, чтобы получить несмазанное изображение, требуется бОльшая освещенность. Однако неверно установленная лампа дополнительной подсветки может создавать блики. Неудачно подобранная оптика может вносить оптические искажения, затемнять изображение по краям. Важно оптимально выставить параметры камеры или того ПО, с которым она работает.

Камеры технического зрения могут быть не только «заточены» на штрих код, но и работать в паре с мощным промышленным ПК с установленными программными решениями для более «творческих» прикладных задач: определение формы предметов, наличие-отсутствие чего-либо (например – крышечек на флаконах), определение комплектности набора или внешний дефект на упаковке… и т.д. К такому комплексу еще более применим термин «машинное (техническое) зрение».

Камеры машинного зрения могут устанавливаться не только на конвейерах, но и на складской технике (погрузчиках) или даже дронах. Мы выполняли такие проекты в первом случае - для контроля над правильностью выполнения операций по размещению палет в ячейки хранения, во втором – для осуществления инвентаризации на высотных стеллажах. В обоих случаях задачи считывания невозможно решить с помощью человеческих рук.

Итак, мы выяснили в чем отличие камер технического зрения и ручного сканера. В следующей статье мы поговорим о том, может ли техническое зрение, читающее штрих код использоваться в качестве верификатора – то есть устройства, определяющего качество печати кода с присвоением грейда.