Erste Schritte

Die Cognex® VisionPro® ViDi-Software stellt eine Kollektion von Machine-Vision-Tools zur industriellen Bildverarbeitung bereit, mit denen schwer programmierbare Aufgaben mittels Deep Learning bewältigt werden können.

Die Deep-Learning-Technologie setzt neuronale Netze ein, die die menschliche Intelligenz nachahmen, um Anomalien, Teile und Zeichen zu unterscheiden und gleichzeitig natürliche Variationen in komplexen Mustern tolerieren. Deep Learning bietet gegenüber herkömmlichen Machine-Vision-Verfahren, die Schwankungen und Abweichungen zwischen visuell sehr ähnlichen Teilen nur schwer würdigen können, Vorteile.

Deep-Learning-basierte Software, die für die Fabrik-Automatisierung optimiert sind, können folgende Aufgaben erfüllen:

• Bildverarbeitungsanwendungen, die mit regelbasierten Algorithmen zu kompliziert zu programmieren sind
• Umgang mit verwirrenden Hintergründen und schlechter Bildqualität
• Wartung von Anwendungen und erneutes Training direkt in der Produktion
• Anpassung an neue Beispiele ohne Neuprogrammierung von Kernalgorithmen
• Verwendung durch Fachfremde

Bei der Fabrik-Automatisierung kann Deep-Learning-basierte Software wie VisionPro ViDi jetzt beurteilungsbasierte Such-, Inspektions-, Klassifizierungs- und Zeichenerkennungsherausforderungen für Teile effektiver als Menschen oder herkömmliche Lösungen zur industriellen Bildverarbeitung meistern.

Im Gegensatz zu Systemen der industriellen Bildverarbeitung, die mit schrittweisen Filtern und regelbasierten Algorithmen arbeiten, lernt Deep-Learning-basierte Bildanalysesoftware anhand von Beispielen – wie Menschen – aus einem Satz von annotierten Trainingsdaten und ‑bildern, in denen die bekannten Merkmale, Anomalien und Klassen von Teilen enthalten sind. Während des Trainings entwickelt das Programm neuronale Netze, die das normale Aussehen eines Teils und die Fehler modellieren können. Im Produktionseinsatz erkennt das Programm Teile, extrahiert Anomalien, klassifiziert Teile und kann sogar schwer lesbare Zeichen entziffern – schnell, verlässlich und genau.

Diese neue Herangehensweise, bei der Abweichungen und unvorhersehbare Fehler toleriert werden, übertrifft selbst die besten Qualitätsinspektoren und ist ideal für folgende Einsatzgebiete:

• Fehlererkennung
• Struktur- und Materialklassifizierung
• Montageüberprüfungen und Suche nach deformierten Teilen
• Zeichen lesen (auch verzerrte Zeichen)

VisionPro ViDi kombiniert die Spezifizität und Flexibilität der menschlichen Sichtinspektion mit Verlässlichkeit, Wiederholbarkeit und der Leistung eines computerisierten Systems – alles in einer einfach bereitzustellenden Schnittstelle.

Im Vergleich zur Sichtinspektion durch Menschen	Im Vergleich zur herkömmlichen industriellen Bildverarbeitung	Im Vergleich zu Deep-Learning-Open-Source-Bibliotheken
Konsistenter – Einsatz rund um die Uhr, gleiche Qualitätsstufe in jeder Fertigungsstraße, jeder Schicht und jeder Fabrik	Für schwer lösbare Anwendungen konzipiert – löst komplexe Inspektions-, Klassifizierungs- und Suchanwendungen, die mit klassischen, regelbasierten Algorithmen kaum oder nur schwer zu lösen sind	Weniger Daten und Rechenleistung notwendig – für das Training sind Hunderte von Bildern statt Millionen notwendig. Da die Bilder vor Ort gespeichert werden und nur minimale Rechenleistung benötigen, ist die Bereitstellung schnell und kostengünstig.
Verlässlicher – erkennt jeden Fehler außerhalb der festgelegten Toleranz	Einfacher zu konfigurieren – Anwendungen können schnell eingerichtet werden, wodurch Proof of Concept und Entwicklung beschleunigt werden	Einfache Trainingsschnittstelle – die Programme sind für reale Werksbedingungen konzipiert, es ist kein besonderes Fachwissen erforderlich
Schneller – erkennt Fehler innerhalb von Millisekunden, wodurch Hochgeschwindigkeitsanwendungen unterstützt werden und der Durchsatz erhöht wird	Variantentoleranz – bewältigt Fehlervarianten für Anwendungen, bei denen Abweichungen von der Norm zulässig sind	Globaler Support – das Cognex-Netzwerk von Ingenieuren und Technikexperten bietet Anwendungs-Support von Weltklasse

Die Deep-Learning-basierten Algorithmen von Cognex ViDi wurden für die industrielle Bildanalyse im realen Einsatz optimiert, bei der wesentlich geringere Bilddatensätze und kürzere Trainings- und Validierungszeiträume erforderlich sind. Mit dem Red-Analyze-Werkzeug, dem Green-Classify-Werkzeug, dem Blue-Locate-Werkzeug und dem Blue-Read-Werkzeug können Sie alle Einsatzgebiete abdecken – von stark überwachten bis hin zu absolut unüberwachten Anwendungen.

Sucht nach Merkmalen	Das Blue-Locate-ViDi-Werkzeug sucht nach komplexen Merkmalen und Objekten, indem es von mit Anmerkungen versehenen Bildern lernt. Selbstlernende Algorithmen finden Teile, zählen durchsichtige medizinische Glasampullen auf einem Tablett und führen Qualitätskontrollen für Kits und Pakete durch.
Erkennt Anomalien und Schönheitsfehler	Mit dem Red-Analyze-Werkzeug von ViDi werden Fehler und andere Inspektionsbereiche einfach dadurch eingeteilt, dass die verschiedenen Aussehensvarianten der Zielzone eingelernt werden. Das Werkzeug erkennt Kratzer auf komplexen Oberflächen, unvollständige oder falsche Montagen und sogar Webfehler in Stoffen, indem einfach das normale Aussehen des Objekts und wesentliche, aber zulässige Varianten eingelernt werden.
Klassifiziert Objekte oder Szenen	Mit dem Green-Classify-Werkzeug von ViDi werden verschiedene Klassen anhand einer Sammlung gelabelter Bilder aufgestellt. Durch das Training mit zulässigen Toleranzen kann das Werkzeug Produkte anhand der Verpackung identifizieren, die Qualität von Schweißnähten beurteilen und zulässige und unzulässige Anomalien voneinander trennen.
Liest Text und Zeichen	Mit dem Blue-Read-ViDi-Werkzeug können verzerrte, verzogene und schlecht eingravierte Codes mit der optischen Zeichenerkennung (OCR) entziffert werden. Die vortrainierte Schriftartbibliothek erkennt die meisten Zeichen ohne zusätzliche Programmierung oder Schriftartentraining und kann somit schnell und einfach implementiert werden. Dieses robuste Werkzeug kann neu trainiert werden, um es an spezifische OCR-Anwendungsanforderungen anzupassen – kein Fachwissen im Bereich der industriellen Bildbearbeitung notwendig.

Cognex ViDi ermöglicht es Technikern, innerhalb weniger Minuten ein Deep-Learning-basiertes Modell anhand eines kleinen Beispieldatensatzes einzulernen. Nach der Konfiguration der Anwendung bietet ViDi schnelle, genaue Ergebnisse und speichert Bilder für die Prozesskontrolle.