¿Qué es la visión artificial? Elección del sistema de visión para su aplicación

Assured Systems ofrecen una amplia gama de Sistemas de Visión Artificial para una gran variedad de aplicaciones. Infórmese sobre qué es la visión artificial y qué significa para usted.

Analice los requisitos de su proyecto

La visión artificial es cada vez más común en una amplia gama de aplicaciones, como el control de líneas de producción y la vigilancia, por nombrar algunas. Las cámaras de visión artificial especializadas pueden extraer más datos que un único sensor diseñado a tal efecto. Estas cámaras de visión artificial pueden utilizarse para extraer multitud de datos, como información sobre la temperatura, dimensiones de las medidas y comprobaciones de la ausencia o presencia de un elemento, además de otra gran cantidad de información útil. Cuando los ordenadores toman este tipo de decisiones basándose en información visual, se habla de visión artificial. Con los avances en visión artificial, la capacidad de nuestro cerebro para procesar rápidamente la información visual ha sido superada por el hardware informático para visión artificial.

Ejemplos de aplicaciones de visión artificial

Control de calidad de líneas de producción

Un sistema de visión artificial dispara una cámara para tomar una foto de un coche cuando sale de una línea de producción. La foto se envía a un ordenador que la analiza para asegurarse de que el coche no tiene marcas ni anomalías.

Identificación y clasificación de productos

Una instalación de envasado de alimentos que procesa aguacates utiliza una cámara 4K para determinar el tamaño y la forma del aguacate. A continuación, un PC de visión analiza los aguacates y una máquina clasificadora los envía a la derecha o a la izquierda en función del tamaño.

Vigilancia policial

Varias cámaras 4K vigilan una zona pública. El software de

el software de reconocimiento facial se utiliza para buscar a una persona desaparecida o a un delincuente.

Toma de decisiones asistida por médicos

El TAC de un paciente se analiza en una base de datos de millones de otros TAC. A continuación, el ordenador alerta al médico de anomalías o incluso puede realizar un diagnóstico.

Ejemplo de inspección por visión artificial de un motor.

¿Qué es un sistema de visión?

Un sistema de visión consta de una o varias cámaras para la adquisición de imágenes combinadas con un controlador que ejecuta el software de adquisición y análisis. Estos sistemas pueden adoptar muchas formas, pero algunas de las más comunes son las cámaras inteligentes en las que la cámara y el controlador están integrados en una sola unidad, las cámaras conectadas a un controlador industrial de visión artificial en tiempo real mediante una capturadora de imágenes u otro puerto de interfaz como Ethernet o USB.

Ejemplo de cámara inteligente todo en uno para visión artificial	Ejemplo de controlador en tiempo real para visión artificial

Puede utilizar cada uno de estos sistemas para resolver aplicaciones similares, pero todos tienen características únicas que los hacen más adecuados para determinados casos de uso. Para elegir el mejor controlador de visión para su aplicación, es importante tener en cuenta sus necesidades y combinarlas con el controlador más adecuado para el trabajo. Aunque la consideración más obvia es la potencia de procesamiento del controlador, hay otras consideraciones, como las cámaras compatibles, las capacidades de E/S y la capacidad de integración con la infraestructura existente, que tienen un impacto igual de grande en el controlador que elija.

Potencia de procesamiento necesaria para visión artificial

La potencia de procesamiento integrada puede influir directamente en los algoritmos que se ejecutan y en la rapidez con la que el sistema de visión puede tomar decisiones. Un sistema de inspección de códigos de barras con una sola cámara requiere mucha menos potencia de procesamiento que un sistema de visión estereoscópica multicámara. Además, un sistema de visión artificial que incluya E/S o control de movimiento en bucle cerrado requiere más potencia de procesamiento para garantizar que tanto el componente de visión como el de E/S y control de movimiento puedan funcionar de forma determinista. En un esfuerzo por reducir el tiempo necesario para procesar las imágenes, algunos fabricantes utilizan ahora el procesamiento heterogéneo para ejecutar los algoritmos de visión. Este enfoque de procesamiento heterogéneo utiliza una combinación de CPU y GPU, FPGA o DSP para procesar las imágenes más rápidamente que utilizando uno de estos componentes por separado. El procesamiento heterogéneo reduce el tiempo que se tarda en procesar las imágenes e incluso permite utilizarlas como entrada de un algoritmo de control en bucle cerrado. Antes de elegir un controlador para su sistema de visión, es importante conocer bien los algoritmos que piensa utilizar y el tiempo que el sistema debe ejecutarlos.

Compatibilidad con cámaras de visión USB3 y GigE

El ordenador depende de dispositivos periféricos para recopilar información visual. Puede tratarse de una simple cámara que capta el color o el tamaño de algo en su línea de producción, o de una cámara de vídeo 4K que observa a la gente entrar o salir de su tienda. Una cámara térmica puede utilizarse para asegurarse de que los alimentos se calientan bien, o para comprobar la temperatura corporal de los trabajadores cuando entran en su fábrica. Las máquinas de rayos X se utilizan en los controles de seguridad de los aeropuertos para ver el contenido de las maletas. Este ejemplo depende de una decisión humana, pero las imágenes de rayos X pueden enviarse a un ordenador para su análisis y decisión, ayudando o saltándose por completo el elemento humano.

Los rayos X, los escáneres de tomografía computarizada, las máquinas de resonancia magnética y otros dispositivos de imagen médica pueden funcionar con un sistema de visión artificial. El escáner médico se envía al ordenador, que lo analiza o compara con millones de imágenes. El algoritmo informático puede entonces recomendar al paciente que se someta a una exploración adicional o a un tratamiento. Asegúrese de que el hardware de su ordenador de visión artificial dispone de todos los puertos necesarios para conectarse a los periféricos que piensa utilizar.

Captadores de imágenes de visión USB3	GigE Vision Frame Grabbers

El número de cámaras y el tipo de bus de comunicación que piensa utilizar para la adquisición de imágenes también influyen a la hora de elegir un controlador. Una vez seleccionadas las cámaras para su aplicación, asegúrese de que el controlador es compatible con el bus de comunicación que utilizan sus cámaras de visión. Dos de los buses estándar más populares en el sector de la visión artificial son USB3 Vision y GigE Vision. Estos estándares permiten a los controladores interactuar con las cámaras mediante puertos USB 3.0 o Ethernet estándar, habituales en ordenadores industriales y de consumo. Ambos estándares permiten conectar varias cámaras a un puerto mediante un concentrador o conmutador. Es una forma aceptable de añadir más cámaras a un sistema, pero hay que tener en cuenta que cada cámara conectada al concentrador comparte ancho de banda con las demás cámaras conectadas al mismo concentrador. Además, algunas funciones como la alimentación a través de Ethernet (PoE) no son compatibles con la mayoría de los conmutadores de consumo. Si tiene previsto utilizar estas funciones, o si su sistema no dispone de suficiente ancho de banda para compartirlo con varias cámaras, es posible que desee seleccionar un controlador que disponga de varios puertos controlados de forma independiente para que cada cámara disponga de todo el ancho de banda.

La mejor especificación de visión artificial para sus necesidades

Aquí se aplican los estándares típicos de la industria: los ordenadores de visión industrial de Assured Systems vienen en factores de forma compactos, resistentes y sin ventilador para ayudar a combatir la vibración, el calor y el polvo que normalmente harían que los PC de consumo fallaran.

Si su ordenador falla, toda su actividad podría detenerse. Por eso, es esencial que el ordenador esté fabricado para soportar entornos difíciles y durar más de 5 años. Además, a diferencia de los ordenadores de consumo, los PC industriales suelen tener una vida útil de 15 años. Si su ordenador se estropea, o si amplía sus operaciones y desea instalar un sistema duplicado, puede seguir comprando el mismo PC en caja durante muchos años, lo que reduce los gastos generales de tener que pasar varias veces por el proceso de adquisición, prueba y validación.

Estos sistemas de visión artificial suelen instalarse sin cabezal. Esto significa que no se instala una pantalla, ya que no suele ser necesaria, lo que permite al sistema analizar en segundo plano. Algunos sistemas de visión artificial, como los coches autónomos, por ejemplo, pueden programarse para alertar al usuario (conductor) con un pitido o una alarma, pero dependen del ser humano para procesar la información y decidir.

Los PC industriales son ideales para las aplicaciones de visión artificial por su capacidad de ampliación y modularidad. Para algunas operaciones, un mini PC listo para usar puede ser exactamente lo que necesita. Al fin y al cabo, estos ordenadores están diseñados para aplicaciones industriales e incluyen E/S y funciones comunes para la visión artificial y aplicaciones similares. Sin embargo, los sistemas de visión artificial son únicos. Las ranuras de expansión y las opciones de configuración personalizadas son una forma eficaz de obtener exactamente lo que necesita para su sistema, sin pagar por lo que no necesita.

Otra característica importante de los ordenadores de visión artificial es la seguridad TPM 2.0. La seguridad del hardware TPM es más segura que la del software por sí solo. TPM protege el ordenador de sofisticados métodos de piratería, ataques de fuerza bruta y robo físico del ordenador. En una situación en la que su ordenador está recopilando datos cruciales sobre su negocio, controlando maquinaria o supervisando la calidad de su producto, es esencial asegurar su ordenador al más alto nivel.

PoE utiliza un cable Ethernet para alimentar un dispositivo y transportar datos hacia y desde el dispositivo. PoE puede ser muy beneficioso en sistemas de visión artificial en los que se colocan varias cámaras a lo largo de una línea de montaje o en toda una instalación. Elimina la necesidad de conectar un cable de alimentación a cada dispositivo o de instalar una toma de corriente cerca de cada dispositivo. Los ordenadores pueden alimentarse a través de Ethernet y algunos ordenadores pueden alimentar otros dispositivos, como cámaras y monitores, desde sus puertos Ethernet.