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您想了解什麼?

使用分類器(單 ROI 示例)

本教程將引導您在 OV10i 攝像頭系統上建立您的第一個分類模型。您將學習如何設定單個感興趣區域(ROI)分類器,以自動識別和分類不同型別的物體——在本示例中為不同尺寸的鑽頭。

您將構建的內容: 一個可正常工作的分類模型,能夠自動識別和分揀不同尺寸的鑽頭,並具有可配置的透過/失敗邏輯。

預計時間: 45-60 分鐘

技能等級: 初學者

先決條件: 已設定並連線 OV10i 攝像頭系統

第一步:建立新的分類程式

1.1 訪問程式建立介面

  1. 在 OV10i 介面中導航至 All Recipes 頁面
  2. 點選右上角的 + New Recipe

1.2 配置程式設定

將出現 Add A New Recipe 對話方塊:

  1. 輸入程式名稱: 使用描述性名稱,例如 "Drill_Bit_Classification_v1"
    • 命名提示: 包含物體型別和版本,以便於識別
  2. 選擇程式型別: 從下拉選單中選擇 "Classification"
  3. 點選 OK 建立程式

1.3 啟用並開啟程式編輯器

  1. 在 All Recipes 列表中找到您的新程式(狀態顯示為 "Inactive")
  2. 點選程式條目右側的 Activate
  3. 點選 Activate and go to editor 進行確認並啟動程式編輯器

檢查點: 程式現在已處於 "Active" 狀態,並顯示程式編輯器。

第二步:配置攝像頭影象設定

2.1 開啟影象配置

  1. 在程式編輯器左下方點選 Configure Imaging

2.2 調整對焦設定

對焦對於準確分類至關重要:

  1. 將鑽頭放置在攝像頭的視野範圍內
  2. 調整對焦,可使用以下任一方式:
    • 滑塊控制元件,或
    • 手動輸入數值
  3. 測試不同的對焦位置,直到鑽頭邊緣清晰銳利

對焦提示:

  • 使用實時預覽實時檢視對焦變化
  • 對焦於最重要的特徵(鑽頭螺旋槽、尖端幾何形狀)
  • 確保物體的整個深度都處於對焦範圍內

2.3 最佳化曝光設定

正確的曝光可確保影象質量一致:

  1. 使用滑塊或手動輸入調整曝光
  2. 力求平衡的光照,使得:
    • 物體細節清晰可見
    • 無區域過曝(純白)
    • 陰影不會遮擋重要特徵

2.4 配置 LED 光照

光照對分類準確性有顯著影響:

  1. 根據您的物體選擇 LED 光照模式
    • Bright Field(明場): 通用照明
    • Dark Field(暗場): 突出邊緣和表面缺陷
    • Side Lighting(側光): 顯示紋理和高度變化
  2. 對於鑽頭,可嘗試:
    • Bright field(明場) 用於一般形狀分類
    • Side lighting(側光) 用於強調螺旋槽幾何形狀

2.5 調整 Gamma 設定

Gamma 控制影象對比度:

  1. 調整 Gamma 以增強特徵可見性
  2. 較低值使暗區變亮
  3. 較高值增加對比度

2.6 儲存影象設定

  1. 在實時預覽中檢查所有設定
  2. 點選 Save Imaging Settings 以應用配置

檢查點: 您的相機現在應能拍攝出光照良好且一致的鑽頭影象。

第三步:配置模板影象和對齊

3.1 導航至對齊

  1. 在麵包屑選單中點選 "Template Image and Alignment",或
  2. 使用下拉選單選擇 "Template Image and Alignment"

3.2 跳過對齊器(本教程)

由於鑽頭將一致地放置:

  1. 選擇 Skip Aligner
  2. 點選 Save 以應用更改

何時使用對齊器: 當零件以不同位置或方向到達時使用對齊器。本教程假設零件放置位置一致。

第四步:設定檢測 ROI

4.1 導航至檢測設定

  1. 在麵包屑選單中點選 "Inspection Setup"

4.2 定義感興趣區域

ROI 定義分類發生的位置:

  1. 將鑽頭放置在相機視野中
  2. 拖動 ROI 角點以框選鑽頭
  3. 確保 ROI:
    • 完整包含鑽頭
    • 排除不必要的背景
    • 足夠大以容納您最大的鑽頭變體

4.3 ROI 最佳實踐

應做不應做
包含所有重要特徵使 ROI 過大(包含噪聲)
在物體周圍留有少量邊距切掉物體的一部分
將預期物體位置居中在一個 ROI 中包含多個物體
在所有影象中保持 ROI 尺寸一致在不同捕獲之間更改 ROI

4.4 儲存 ROI 配置

  1. 使用不同尺寸的鑽頭驗證 ROI 定位
  2. 點選 Save 以應用 ROI 設定

檢查點: 無論鑽頭的具體尺寸如何,您的 ROI 都應能一致地框選鑽頭。

第五步:訓練分類模型

5.1 導航至分類模組

  1. 在麵包屑選單中點選 "Classification Block"

5.2 建立分類類別

您將為不同的鑽頭尺寸建立類別:

示例類別:

  • 小型鑽頭(1-3mm)
  • 中型鑽頭(4-6mm)
  • 大型鑽頭(7-10mm)

5.3 捕獲訓練影象

對於每個類別,至少捕獲 5 張不同的影象:

類別 1:小型鑽頭

  1. 將一個小型鑽頭放置在 ROI 中
  2. 點選捕獲以拍攝訓練影象
  3. 將影象標記為 "Small"
  4. 使用另外 4 個小型鑽頭重複操作(不同方向/位置)

類別 2:中型鑽頭

  1. 將一箇中型鑽頭放置在 ROI 中
  2. 捕獲並標記為 "Medium"
  3. 使用不同的中型鑽頭再重複 4 次

類別 3:大型鑽頭

  1. 將一個大型鑽頭放置在 ROI 中
  2. 捕獲並標記為 "Large"
  3. 使用不同的大型鑽頭再重複 4 次

5.4 訓練影象最佳實踐

最佳實踐重要原因
使用不同的樣本提升模型的泛化能力
變換方向處理實際場景中的定位變化
包含邊緣情況更好地檢測類別之間的邊界
保持光照一致減少與光照相關的誤差
至少 5 張影象提供充足的訓練資料

5.5 檢查並驗證標籤

  1. 仔細檢查所有已標註的影象
  2. 確保類別分配正確
  3. 移除任何標註錯誤的示例

5.6 開始模型訓練

  1. 點選 Train Classification Model
  2. 選擇訓練模式:
    • Fast: 用於測試的快速訓練(2-5 分鐘)
    • Accurate: 生產級質量訓練(10-20 分鐘)
  3. 選擇迭代次數:
    • 迭代次數越多 = 準確率越高
    • 迭代次數越多 = 訓練時間越長
  4. 點選 Start Training

5.7 監控訓練進度

訓練進度對話方塊顯示:

  • 當前迭代次數
  • 訓練準確率百分比
  • 預計完成時間

訓練控制:

  • Abort Training: 在需要時停止訓練
  • Finish Training Early: 當準確率足夠時停止

訓練提示:

  • 當達到目標準確率時,訓練會自動停止
  • 85% 以上的準確率通常適合生產使用
  • 如果準確率較低,您可以使用更多影象重新訓練

檢查點: 您的模型應達到 >85% 的訓練準確率。

第 6 步:測試您的分類器

6.1 訪問實時預覽

  1. 訓練完成後,點選 Live Preview
  2. 將不同的鑽頭放置在 ROI 中
  3. 觀察分類結果:
    • 預測的類別名稱
    • 置信度百分比
    • 分類耗時

6.2 驗證測試

系統性地測試每個類別:

測試型別預期結果失敗時的操作
已知小型鑽頭分類為 "Small",置信度 >80%新增更多訓練影象
已知中型鑽頭分類為 "Medium",置信度 >80%檢查標註準確性
已知大型鑽頭分類為 "Large",置信度 >80%使用更多示例重新訓練
空 ROI無分類或低置信度調整置信度閾值

6.3 分類問題故障排除

問題可能原因解決方案
置信度低訓練資料不足新增更多訓練影象
分類錯誤影象質量差改善光照/對焦
結果不一致ROI 中包含背景噪聲縮小 ROI 範圍
類別混淆物體外觀相似新增更多有區分度的示例

第 7 步:配置 Pass/Fail 邏輯

7.1 導航至 IO模組

在繼續之前,確保所有 AI模組均已訓練完成(綠色狀態):

  1. 在麵包屑選單中點選 "IO Block",或
  2. 從程式編輯器中選擇 "Configure I/O"

7.2 定位分類邏輯節點

  1. 找到 "Classification Block Logic Node"(紫色節點)
  2. 如果缺失: 從左側節點選單中拖動新增

節點顏色: 紫色節點代表用於 AI 操作的 Overview 邏輯模組。

7.3 配置分類邏輯

  1. 雙擊分類邏輯節點
  2. 配置設定:

ROI 選擇

  • 從 "Region of Interest (ROI)" 下拉選單中選擇您的 ROI

置信度閾值

  • 設定置信度閾值(通常為 70-85%)
  • 閾值越高 = 分類越嚴格
  • 閾值越低 = 分類越寬鬆

目標類別選擇

  • 為"透過"結果選擇目標類別
  • 示例: 如果只有中等鑽頭應該透過,則選擇 "Medium"

多個 ROI 邏輯(高階)

  • 根據需要新增更多 ROI
  • 選擇邏輯: "Any"(任意)或 "All"(全部)規則必須透過

7.4 透過/失敗 配置示例

配置 1:特定尺寸透過

ROI: Drill_Bit_ROI
Target Class: Medium
Confidence: 80%
Logic: Pass only medium drill bits

配置 2:尺寸範圍透過

ROI: Drill_Bit_ROI
Target Classes: Medium OR Large
Confidence: 75%
Logic: Pass medium or large bits

配置 3:拒絕小鑽頭

ROI: Drill_Bit_ROI
Target Class: NOT Small
Confidence: 85%
Logic: Fail if classified as small

7.5 部署邏輯配置

  1. 點選右上角的 Done
  2. 點選 Node-RED 編輯器右上角的 Deploy
  3. 驗證部署成功訊息

第 8 步:最終測試與驗證

8.1 端到端測試

測試完整的檢測工作流程:

  1. 將測試物件放置到檢測區域
  2. 觸發檢測(手動或自動)
  3. 驗證結果:
    • 顯示正確的分類
    • 正確的透過/失敗 指示
    • 一致的時序效能

8.2 生產驗證檢查清單

測試用例預期結果
目標類別物件透過結果
非目標類別物件失敗結果
空 ROI失敗結果
部分遮擋物件適當的置信度水平
光照條件不佳一致的效能表現

8.3 效能最佳化

如果結果不令人滿意:

  1. 新增更多訓練影象(特別是邊緣案例)
  2. 調整置信度閾值
  3. 改善光照一致性
  4. 最佳化 ROI 定位
  5. 使用 "Accurate" 模式重新訓練

恭喜!

您已成功建立了第一個分類模型!您的 OV10i 系統現在可以:

  • 自動識別不同的鑽頭尺寸
  • 根據分類結果應用透過/失敗 邏輯
  • 為每個分類提供置信度分數
  • 透過 I/O 控制與生產工作流整合

後續步驟

既然您已經掌握了單 ROI 分類,可以考慮探索:

高階分類技術

  • 用於複雜零件的多 ROI 分類
  • 用於詳細分類的分層分類
  • 組合檢測(分類 + 缺陷檢測)

生產整合

  • 用於自動分揀的 PLC 通訊
  • 用於質量追蹤的資料日誌記錄
  • 用於多產品線的程式管理

模型最佳化

  • 適用於類似產品的遷移學習
  • 用於持續改進的主動學習
  • 效能監控與重新訓練計劃

🔗 另請參閱

故障排除指南

常見問題與解決方案

問題症狀解決方案
準確度不佳分類經常出錯新增更多多樣化的訓練影象
效能緩慢處理時間過長縮小 ROI 大小,最佳化光照
結果不一致同一物件產生不同結果改進零件定位,檢查對焦
誤報空 ROI 顯示分類結果提高置信度閾值
訓練失敗模型無法成功訓練檢查影象質量,確保每個類別至少 5 張影象

獲取幫助

如果您遇到本教程未涵蓋的問題:

  1. 查閱文件中的故障排除指南
  2. 檢視系統日誌以獲取錯誤訊息
  3. 聯絡 Overview 支援團隊,並提供:
    • 程式匯出檔案
    • 顯示問題的示例影象
    • 系統配置詳情

教程完成! 您現在已擁有一套可用於生產的分類系統。請記得定期驗證效能,並根據需要重新訓練模型,以長期保持準確性。