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视觉检测的杀手锏,海康机器人SC7000智能相机
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2020-03-09 17:12:57来源: 中国视觉网

   机器视觉应用中,面对成像背景复杂、缺陷特征难以辨认的情况,往往需要深度学习算法进行检测,因此,深度学习也被称为视觉检测的“杀手锏”。然而,传统的视觉PC-Base方案并不能使用深度学习,一方面需要高性能主机和显卡跑算法,另一方面由于组件多、算法复杂,对操作人员技术要求颇高。

   在传统的检测领域,智能相机能简化方案复杂度、减少成本开销。能否从智能相机的角度引出深度学习?海康机器人SC7000智能相机给出了答案。



   SC7000智能相机内置有深度学习目标检测/分类/OCR算法,满足工业自动化及物流等行业对小型化、高性能、高可靠、可应对复杂检测场景的设备需求。相机含镜头、自动对焦技术及多款光源,兼容Profinet、Ethernet/IP、Modbus、TCP、UDP、FTP等通信协议,可以在汽车零部件、3C、半导体、食药品包装等行业复杂环境下,为客户提供基于深度学习的字符定位、字符识别、分类、目标检测、条码识别、二维码识别以及缺陷检测等应用。

SC7000全解读

1.智慧算法助力,强劲内核加持


   SC7000智能相机内置高性能十核芯片,单精度浮点数处理能力高达4TFLOPS,性能媲美桌面级显卡。在以下三个场景中:

   场景1:某超市水果分类项目,应用深度学习分类工具

   场景2:牛奶包生产日期文本定位项目,应用深度学习文本定位工具

   场景3:医药行业某包装盒检测项目,应用深度学习目标检测工具

   SC7000智能相机所展现的检测速度,其综合结果已超过高性能工控机的效率,与目前主流显卡GTX1660Ti的速度接近。


▲具体案例下的实测算法耗时

2.丰富的深度学习工具

   SC7000智能相机内置海康机器人自主研发的多种深度学习算法工具,可完成目标检测、分类、字符识别等任务。算法效率与桌面端一致,已经过大量案例的优化,轻松胜任各类检测任务。



   海康机器人深度学习OCR通过设计一个数十层的卷积神经网络来完成待识别字符图像的信息编码,然后使用启发式的注意力模型,实现从特征到字符的解码,实现大于99.9%的极高字符识别率。相对于传统算法,深度学习OCR对点阵、粘连、变形、低对比度、复杂背景等情况均有更高识别率。


   深度学习目标检测与分类算法相对于传统算法,泛化能力更强、速度更快。经过训练后,形态各异的产品在各种角度、光照、遮挡下都能精确识别、辨认。



   支持字符识别结果比较:当天日期检测每天的生产批号,多种格式兼容;检测是否有预设字符串在检测出的字符内;对字符串进行完全比较。下图列出了设定条件下,正确和错误两类检测结果的示例。



3.自主训练功能应对更广泛的应用场景

   SC7000配套了基础训练工具,用户可根据生产需求,自由训练出面向不同需求的检测/识别算法。下图展示了目标检测算法工具用于自定义训练的效果:



长尾夹检测电子元件检测

   算法训练了长尾夹和电子元件两类产品,并分别输出对应的检测模型。加载模型后的检测效果如图所示。通过各自的目标检测训练,用户能够将目标检测算法强大的泛化能力融入待测产品的检测算法中,产品的姿态和位置的不同都能够兼容。

在SC7000智能相机中,每个视觉工具最多内置4个不同种类的模型,在网页端即可按需自由切换训练模型。


   上图为SC7000配置参数界面,单击“上传”按钮将训练好的模型传至相机。此相机目前已经内置共4个模型,可按需启用模型。启用后算法会即时反馈结果,因而视觉检测算法能够自由选用,无缝切换。


4.光学组件丰富,场景样样精通


   SC7000具备白、红、蓝、红外四色光源,光源使用FPGA高效同步,轻松应对复杂场景下的成像挑战。可提供M12/C镜头接口,支持选配6~25mm多款M12镜头。相机对焦由软件控制,可随方案保存对焦位置,加载方案后自动对焦至最清晰状态,换料后无需人工干预。相机也支持一键自动对焦,便于调试。


5.数据传输灵活,方案切换自由

   视觉方案使用通信字符串/IO信号进行切换,能够自动化操作。机身能够存储100个检测模型、32个方案,满足换料场景应用。相机内部可存图,支持外部导入图片进行检测。

   机身提供3入3出GPIO、RS232串口、千兆以太网口。内部兼容多种工业协议及以太网通信,能够与现场设备灵活对接。



6.调试快速上手,指示清晰可读

   SC7000相机自带Web客户端,无需安装专用软件,可支持电脑、PAD、手机等终端,具备简单好用的网页交互性能。


复杂环境下的检测应用

   食药品行业中,生产日期常为需要明确检测的项目。在点阵字符、背景复杂、字符形态各异等场景下,SC7000仍能将生产日期字符精准定位、识别。


   汽车零配件及金属行业的检测应用中,存在表面缺陷种类多、环境复杂等问题,SC7000均能实现精确检测,应用于轮毂分类、生产批号OCR、表面缺陷等检测应用。



   在产线生产工序结束后,需要进行包装盒遗留的检测。在产线的复杂环境下,如何过滤机构,识别不同姿态、有遮挡的物料成为了视觉检测难点。SC7000目标检测工具能够兼容多种姿态的产品,任意角度的成像均可识别。

   在原材料的输送环节,视觉系统需要输出每一个经过视野的产品所属类别,提供信息给后序分拣。SC7000的分类工具能够兼容大量产品,在短时间内判断出类别。下图展示了SC7000分类工具的效果,名称为视野中物体所属的类别号码: