AK系列視覺應用 | 算力不夠?視覺算力降本增效新方案
金剛石加工工具(切割片)行業是一個非常傳統的行業,這個行業最為重要的特點就是工藝流程長,包括了制坯、沖孔、印刷等9個流程。在各個環節,它對于檢測的缺陷類型和應用條件差異都很大,比如在燒結的環節,需要特別關注裂紋,因為該缺陷除了影響產品的外觀外,同時會帶來安全生產問題。鑒于此,往往需要耗費大量的人工進行質量檢測,成本極高,而且容易出現誤差。
針對該行業工藝流程長、檢測需求多、精度高等特點,以及由于切割盤金屬拉絲背景的干擾,用標準算法不能完全滿足部分工序下的檢測需求(比如印刷環節印刷檢測,燒結環節的裂紋檢測),因此我們為它提供了軟硬一體整體解決方案。
阿普奇解決方案
阿普奇選用E-Smart IPC旗艦代表產品——“1+1+1”彈匣式智能行業控制器AK系列作為核心視覺算力,搭載自主研發的IPC小助手,滿足設備在運行過程中通過數據采集、異常感知、診斷自治理、管理控制等4大功能模塊實現設備自運營,結合阿普奇智能視覺處理系統,提供全業務流程的整體視覺方案,滿足案例客戶的檢測需求。
技術優勢
1、核心視覺算力:AK7
阿普奇E-Samrt IPC旗艦代表產品——彈匣式智能行業控制器AK系列在機器視覺應用場景中,以獨有的產品結構“1+1+1”搭配和極具性價比的產品功能在同類產品中遙遙領先,在為超大計算量提供技術性能保障的同時兼具設計感及體驗感。
產品優勢:
1. 1+1+1搭配:1個主機+1個主彈匣+1個輔彈匣
2. 滿足高速擴展、多I/O擴展
3. 酷睿12代i3~i7高性能CPU,為超大計算量提供技術性能保障
4. 綜合性能提升>20%
5. 全Intel獨立千兆網口
6. 體積小,高度集成化設計、模塊化設計
7. 無線纜設計
8. PCIe標準擴展接口
9. 多硬盤位,RAID支持
2、高性能計算組合
制造行業要解決的痛點之一就是計算性能低下的問題。從目前看,性能的瓶頸主要在CPU上。
解決性能瓶頸的手段有兩種:
一是提升算法本身的計算性能,包括調整算法邏輯,優化算法等。另外一種就是根據CPU的特性進行指令集優化,目前我們常規用到的優化,MMX、SSE等指令,在近幾代CPU提供了AVX混合運算指令,在深度學習中得到大量使用。另外一部分優化,則采用分布式計算方式,提升整體計算性能。
另外一種手段是把一部分計算任務,遷移到CPU之外的部件進行計算,在該方案中,我們把解碼任務整體遷移到核芯顯卡中進行,相對于獨立顯卡的解碼,核芯和CPU共享內存能夠帶來更小的系統開銷,從而提升整體性能。另一方面,也降低了成本和整體能耗。
3、高精度算法
除了計算性能之外,算法的準確率和誤報率是重要指標。對于機器視覺,除了常規的算法流程外,還需要進行特殊的算法細節優化,主要包括 :
對于亞像素技術的應用,在相機分辨率有限的情況下,我們要進行邊緣的分析和提取,經常受制于圖像分辨率的限制,導致計算精度的降低?;诖?,我們根據邊緣顏色過渡的計算和統計,采用亞像素的方式進行計算用以提升計算精度。
另外一方面,因為不同場景下,識別精度不同,我們采取雙模板識別模式。根據特征維度和權重不同,采用不同的模板,從而取得最佳的識別效果。
在特征的規劃和使用上,在因為不同行業的適應性不同,甚至同一行業的不同產線,同一產線的不同產品型號切換都會非常頻繁。所以在這種模式下,對于算法框架本身的擴展性要求非常高,對于此我們采用MPEG-7編碼方式,形成特征樹。在模型的建立上,結合權重策略,能夠提供更柔性的模型策略。
另外,在算法庫之外,提供了誤差反饋機制和框架,就是我們經常講的算法“自學習”的能力,通過對人工對結果的反饋,調整后臺模型,形成負反饋,使得系統越用越“聰明”。
4、計算控制一體化
系統的另外一個特點就是計算和控制的一體化部署和實現。該方案的背景在于,目前在工業領域,IT化的趨勢已經相當明顯,我們利用CPU來提供計算分析服務,同時利用部署RTOS實時操作系統來運行軟PLC控制,從而讓圖像采集、數據分析、聯動控制,全部在一臺電腦上完成,形成了一體化解決方案。
從我們試驗的數據看,基于X86系列的CPU的平臺,能夠滿足大部分的運動控制性能要求。這種方案帶來了運動控制的更多路數、更復雜、更柔性的可能性。相比傳統的PLC控制卡的方式,開發更加方便和簡單。
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