Tanie systemy wizyjne w automatyce

Inżynierowie z całego świata coraz chętniej sięgają po niedrogi sprzęt do tworzenia systemów wizyjnych. Okazuje się bowiem, że zalety płynące z wdrożenia tego typu instalacji, da się osiągnąć również przy użyciu tanich komponentów – a konkretnie, za pomocą niedrogiego sprzętu. Praktyka pokazuje, że niedostatki związane z małą rozdzielczością, czy też niedużą czułością sensorów, da się skompensować za pomocą zaawansowanego oprogramowania. Nowoczesne algorytmy i duża, tania oraz łatwo-dostępna moc obliczeniowa umożliwiają zastosowanie takiego podejścia.

Tani, popularny sprzęt

Podstawą wielu nowoczesnych systemów wizyjnych jest właśnie tani, produkowany masowo sprzęt. Jeszcze niedawno na rynku nie było tego typu urządzeń, które łatwo można byłoby zaimplementować do rejestrowania i analizy obrazu oraz do podejmowania decyzji na podstawie uzyskanych zdjęć czy nagrań. Zmiana zaszła, gdy firma Microsoft wprowadziła do sprzedaży moduł Kinect do konsol Xbox360. W zastosowaniu konsumenckim moduł ten umożliwiał śledzenie ruchów człowieka w trójwymiarowej przestrzeni, bez konieczności posługiwania się żadnymi dodatkowymi znacznikami. O ile precyzja działania tego systemu była mniejsza niż w przypadku konkurencyjnych rozwiązań, jako pierwsza nie wymagała żadnych dodatkowych akcesoriów, które ułatwiałyby rozpoznawanie obrazów.

Ponieważ produkt był przeznaczony na rynek masowy, musiał być względnie tani, a duży wolumin produkcyjny ułatwiał minimalizację kosztów. Po krótkim czasie pojawiły się przykłady zastosowań, w których Kinect został podłączony do klasycznych komputerów PC, wyposażonych w system operacyjny MS Windows, co otworzyło mu drogę do pełnej popularyzacji.

Zaawansowane oprogramowanie

Pojawienie się metod umożliwiających podłączenie Kinecta do komputerów zapoczątkowało silny rozwój oprogramowania, które umożliwia korzystanie z jego funkcji. Na początku Kinect był wykorzystywany przede wszystkim przez hobbystów, a niedługo później także w niektórych pracach dyplomowych na uczelniach technicznych. Pozwalał niskim kosztem zrealizować bardzo ciekawe i nowatorskie, bo wcześniej niespotykane zadania. Tworzone narzędzia i biblioteki programistyczne dla Kinecta były często udostępniane w sieci bezpłatnie, co pozwalało kolejnym inżynierom bazować na dotychczasowych osiągnięciach. Wskutek tego powstały bardzo zaawansowane algorytmy, które wymagały dużo mocy obliczeniowej, ale dobrze radziły sobie ze słabej jakości obrazem, jaki udostępniał Kinect. Utworzono nawet stowarzyszenia i nieformalne grupy, które koncentrują się na rozwoju aplikacji na Kinceta – w tym tych przemysłowych.

Można by się zastanowić nad kosztami związanymi z wymaganą mocą obliczeniową, ale te wbrew pozorom nie są duże. Postęp w dziedzinie nowoczesnych procesorów pozwala budować coraz bardziej wydajne urządzenia, zachowując stały, albo nawet malejący poziom cen. Okazuje się też, że odpowiednio zaawansowane algorytmy pozwalają zrekompensować sprzętowe niedostatki i dają bardzo obiecujące rezultaty.

Kinect w przemyśle?

Powstaje pytanie – jak to się wszystko ma do zastosowań w przemyśle? Okazuje się, że to bardzo ciekawa kwestia, gdyż systemy wizyjne w przemyśle właśnie ewoluują.

Po pierwsze, znajdują się coraz to nowsze zastosowania dla systemów wizyjnych i niewątpliwie byłoby ich jeszcze więcej, gdyby nie bariera cenowa, którą to właśnie tani sprzęt, taki jak Kinect, może pokonać.

Po drugie, przyszłością motoryzacji wydają się być pojazdy częściowo lub całkowicie zautomatyzowane. Pierwsze rozwiązania tego typu trafiają już do droższych modeli samochodów i pozwalają na automatyczne hamowanie pojazdów, gdy te zbliżają się do przeszkód. W praktyce, algorytmy odpowiadające za takie reakcje bazują w dużej mierze na systemach wizyjnych, czasami sprzężonych z radarami. Aplikacje motoryzacyjne cechują się podobnymi wymaganiami odnośnie niezawodności i wytrzymałości działania, jak w przypadku systemów pracujących w halach fabrycznych, dlatego łatwo zaliczać je do przemysłowych. Różnią się jednak jedną istotną cechą.

Systemy montowane w samochodach sprzedawane są w milionach egzemplarzy. To zdecydowana różnica w porównaniu do systemów fabrycznych, które często budowane są jedynie dla kilku, czy nawet jednego konkretnego zakładu. W efekcie, koszt opracowania nowego rozwiązania dla motoryzacji  ma mniejszy wpływ na końcową cenę wdrożenia, niż w przypadku zakładów przemysłowych. Znacznie bardziej liczy się cena zastosowanych komponentów. I takich sytuacjach konieczne jest poszukanie jak najtańszych rozwiązań sprzętowych, które później mogłyby być zreplikowane w milionach sztuk. To właśnie tego typu aplikacje staną się głównym kołem zamachowym tanich, przemysłowych systemów wizyjnych w przyszłości.