AI 賦能機器視覺, 與產(chǎn)業(yè)落地深度融合

文:文/廣東奧普特科技股份有限公司2025年第三期

導語:AI 賦能機器視覺, 與產(chǎn)業(yè)落地深度融合

  1 底層算法升級:性能優(yōu)化與實用性的深度 融合

  OPT AI在底層算法上持續(xù)突破,通過提升算法性能、降 低數(shù)據(jù)依賴,增強算法可靠性等為基于AI的機器視覺規(guī)模化 應用提供堅實支撐。

  (1)高效輕量AI模型,實現(xiàn)性能與效率平衡

  依托OPT海量的工業(yè)數(shù)據(jù)和豐富的AI行業(yè)經(jīng)驗,基于自 監(jiān)督對比學習技術,訓練專用的工業(yè)預訓練模型,利用模型 剪枝、知識蒸餾等輕量化技術,得到高精度輕量化預訓練工 業(yè)AI模型,實現(xiàn)性能和效率的平衡。

  以語義分割任務為例,在低配CPU(i5-2400)條件 下,分割結果相當時,百萬像素圖像的推理時間縮短至20 毫秒,較上一代輕量化模型提速60%,相較于常規(guī)輕量化 分割網(wǎng)絡提速100%,大幅降低了對計算資源的依賴,確保 AI模型在低算力及邊緣設備下也能高效運行,從而賦能老舊 設備升級、云邊協(xié)同分析等更廣泛的工業(yè)場景。另外,基于 千萬級工業(yè)數(shù)據(jù)開發(fā)的視覺大模型,能在零樣本條件下實現(xiàn) 精準匹配與定位,在GPU 4080Ti下,大模型的推理速度達 60FPS。

  (2)高可信度檢測算法,確保結果穩(wěn)定可靠

  在工業(yè)視覺檢測中, AI模型的可靠性和穩(wěn)定性是更高 級別的需求。OPT 自研高可信檢測技術,能夠有效提升AI檢 測結果的可信度與一致性,確保檢測精準穩(wěn)定。一方面,研 發(fā)置信度度量和訓練策略,提升檢測網(wǎng)絡預測結果置信度 的可信度;另一方面,研發(fā)關鍵目標推理結果一致性度量方 法,保證關鍵目標不僅能檢出,而且檢得準,檢得對,應用 于鋰電焊接工藝與鋼材缺陷檢測中,常用mAP指標提升了 2.6%,漏檢與誤檢率顯著降低(圖1)。

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  (3)小樣本學習+數(shù)據(jù)生成技術,降低數(shù)據(jù)依賴

  高質(zhì)量數(shù)據(jù)對AI模型的魯棒性與泛化性至關重要,但在 工業(yè)場景中,數(shù)據(jù)稀缺常常限制了AI模型的落地應用,OPT 的小樣本學習從算法和數(shù)據(jù)兩個層面降低數(shù)據(jù)依賴。

  · 算法層面:基于海量工業(yè)數(shù)據(jù),結合遷移學習與元學 習策略,預訓練基座模型對標注數(shù)據(jù)的依賴量降低30%;

  · 數(shù)據(jù)層面:開發(fā)半自動化數(shù)據(jù)生成技術,利用常規(guī)圖 像擴增、生成對抗網(wǎng)絡與擴散模型等技術手段,能在零樣本 條件下實現(xiàn)關鍵目標的精準編輯與高質(zhì)量圖像生成。例如, 在手機中框小孔缺陷檢測中,模型可生成包含特定缺陷的高 質(zhì)量缺陷圖像,彌補真實數(shù)據(jù)的不足(圖2)。

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圖 2 手機中框小孔缺陷編輯、擦除生成效果

  2 中間層產(chǎn)品迭代:從AI軟件到生態(tài)平臺的 智能化轉型

  OPT持續(xù)優(yōu)化、迭代產(chǎn)品,通過提升穩(wěn)定性、擴展功能 與改善用戶體驗,逐步構建了一個高效的視覺生態(tài)平臺,降 低AI項目實施門檻,提高項目開發(fā)效率。

  (1)DeepVision3軟件全面升級

  DeepVision3軟件作為OPT的核心AI工具,相較于上 一代,已在穩(wěn)定性、易用性與功能性上實現(xiàn)顯著提升(圖 3)。以交互式分割標注功能為例,基于海量工業(yè)數(shù)據(jù)對分 割大模型的訓練以及智能交互策略的優(yōu)化,3-clip指標下 mIoU提升10%。

  此外,DeepVision3軟件從僅支持單一2D圖像擴展至 2D、3D點云、偏振、紅外等多模態(tài)數(shù)據(jù),滿足多樣化的工 業(yè)視覺分析需求,助力DeepVision 3從單一的AI工具逐步演 變?yōu)榫C合視覺平臺。

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圖 3 DeepVision3 核心功能

  (2)Web版AI平臺提升項目協(xié)作與模型部署效率

  OPT 推出Web版AI平臺,通過云端協(xié)同設計,實現(xiàn)多 人多任務的高效協(xié)作(圖4),用戶無需復雜環(huán)境配置即可 快速啟動AI項目,實施效率顯著提高。例如,在新能源檢測 中,團隊可通過平臺共享模型與數(shù)據(jù),項目實施效率提升 50%以上。

  Web版AI平臺與DeepVision3 AI軟件和Smart3視覺軟 件無縫銜接,通過云端協(xié)同進一步加速項目開發(fā),尤其是大 規(guī)模生產(chǎn)制造場景下的AI 模型開發(fā)及機臺復制。基于此,單 機節(jié)點可利用有限算力實現(xiàn)分批次快速數(shù)據(jù)標注,然后以數(shù) 據(jù)共享的方式融合標注結果,依托中央節(jié)點高算力服務器進 行模型快速訓練和驗證,最后把訓練完成后的模型一鍵下發(fā) 到數(shù)百個檢測機臺。

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圖 4 端云協(xié)同的智能工廠模式

  3 上層行業(yè)應用:深耕垂直場景的深度賦能

  OPT的AI產(chǎn)品與解決方案已深度應用于新能源、3C電 子、半導體等高端制造領域,2024年實施規(guī)模以上項目數(shù)百 個,檢測產(chǎn)品數(shù)十億件。

  (1)鋰電行業(yè)

  OPT推出行業(yè)通用AI模型,實現(xiàn)對鋰電卷繞、切疊等主 流工藝關鍵工序的高速自適應通用檢測(圖5)。面向鋰電 前道工序(涂布、分條、模切等),OPT提供開箱即用的高 速高精度工業(yè)視覺方案;針對形態(tài)多樣的中后道工序(焊 接、包裝、入殼)等,OPT研發(fā)自適應遷移學習技術,助力 產(chǎn)線換型時AI 項目實施周期縮短40%。

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圖 5 面向新能源的行業(yè)通用解決方案

  (2)3C電子行業(yè)

  OPT 研發(fā)高精度、高可信的AI 解決方案,覆蓋手機制 造中屏幕、組裝、電子回收等廣泛工藝流程,在側壁小孔、 通孔的刀紋、未見光、劃傷以及音圈馬達表面壓傷等缺陷檢 測中,精準率遠超行業(yè)標準。在手機、耳機的膠路復檢項目 中,借助于高質(zhì)量圖像生成技術,僅需15張圖像即可生成大 批高質(zhì)量的缺陷圖像數(shù)據(jù),生成精度控制到3 pixel, 誤檢率 控制到0.1% 以下。

  (3) 半導體行業(yè)

  面向12英寸晶圓,可實現(xiàn)精準快速的AOI檢測與計數(shù), 檢測項覆蓋了臟污、刮傷等16項缺陷類型,檢測精度達毫米 級。對多達60萬顆晶粒進行精準計數(shù)和分類可視化,整體視 覺處理時間低于30秒,漏檢率為0.1%、誤檢率為2%。

  OPT AI技術還應用到物流、交通、醫(yī)療等多個領域,例 如,在物流行業(yè),助力分揀系統(tǒng)實現(xiàn)每小時1518件包裹的精 準檢測,抓取成功率100%,上雙率低至0.01%。

  4 未來發(fā)展:技術深化與場景拓展

  未來,OPT將聚焦于打造輕量化、高精度和一站式技術 解決方案,進一步提升技術實用性與產(chǎn)業(yè)覆蓋面。

  (1)打造更輕量化的視覺方案

  采用模塊化配置實現(xiàn)檢測、分類、匹配、定位與邊緣 檢測等功能,廣泛適用于組裝環(huán)節(jié)的智能定位引導和視覺檢 測,實現(xiàn)低成本、高效率的AI項目實施。

  (2)研發(fā)高精度輕量化工業(yè)大模型

  基于海量工業(yè)場景數(shù)據(jù)和充足算力資源,打造具備精 準匹配、跟蹤、計數(shù)與檢測等能力的通用行業(yè)大模型(圖 6),模型通過優(yōu)化架構與推理策略,將在復雜工業(yè)場景中實現(xiàn)更高的檢測精度與更廣的泛化性。例如,在半導體晶圓 檢測、3C電子關鍵目標檢測中,模型能夠進一步提升對微小 缺陷的檢測能力以及在小樣本,甚至零樣本條件下的泛化性 和通用性。

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圖 6 工業(yè)視覺大模型

  (3)提供一站式AI解決方案

  OPT將發(fā)布高質(zhì)量工業(yè)AI生成平臺,支持圖像擦除、編 輯、缺陷遷移與高質(zhì)量圖像生成,通過生成技術模擬真實場 景數(shù)據(jù),進一步降低對工業(yè)高質(zhì)量訓練數(shù)據(jù)的依賴。在此基 礎上,打造一站式智能解決方案平臺,覆蓋數(shù)據(jù)挖掘、知識 梳理、高質(zhì)量數(shù)據(jù)生成、半自動標注、用戶確認、一鍵模型 訓練、模型調(diào)配與批量部署的全流程(圖7)。用戶可根據(jù) 需求定制方案,例如,應用在新能源檢測中,從數(shù)據(jù)準備到 模型上線僅需數(shù)小時。

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圖 7 更高效智能的 AI 實施流程

  OPT 持續(xù)優(yōu)化底層AI算法,研發(fā)高效的語義分割、高可 信檢測、小樣本學習與數(shù)據(jù)生成技術,推進DeepVision 3與 Web平臺的智能化升級,在新能源、3C電子、半導體等行業(yè) 實現(xiàn)了精準賦能。展望未來,OPT將進一步打磨AI 軟件和平 臺,打造開放的技術生態(tài),為行業(yè)釋放更大的AI 能力,賦能 更多企業(yè)實現(xiàn)智造升級。


AI

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