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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
- 在 OV10i 介面中導航至 All Recipes 頁面
- 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:
- 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
- 選擇程式型別: 從下拉選單中選擇 "Classification"
- 點選
OK建立程式
1.3 啟用並開啟程式編輯器
- 在 All Recipes 列表中找到您的新程式(狀態顯示為 "Inactive")
- 點選程式條目右側的
Activate - 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
- 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:
- 將鑽頭放置在攝像頭的視野範圍內
- 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
- 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:
- 使用滑塊或手動輸入調整曝光
- 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:
- 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
- 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:
- 調整 Gamma 以增強特徵可見性
- 較低值使暗區變亮
- 較高值增加對比度
2.6 儲存影象設定
- 在實時預覽中檢查所有設定
- 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
- 在麵包屑選單中點選 "Template Image and Alignment",或
- 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:
- 選擇
Skip Aligner - 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
- 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:
- 將鑽頭放置在相機視野中
- 拖動 ROI 角點以框選鑽頭
- 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
- 使用不同尺寸的鑽頭驗證 ROI 定位
- 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
- 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
- 將一個小型鑽頭放置在 ROI 中
- 點選捕獲以拍攝訓練影象
- 將影象標記為 "Small"
- 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
- 將一箇中型鑽頭放置在 ROI 中
- 捕獲並標記為 "Medium"
- 使用不同的中型鑽頭再重複 4 次
類別 3:大型鑽頭
- 將一個大型鑽頭放置在 ROI 中
- 捕獲並標記為 "Large"
- 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
- 仔細檢查所有已標註的影象
- 確保類別分配正確
- 移除任何標註錯誤的示例
5.6 開始模型訓練
- 點選
Train Classification Model - 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)
- 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
- 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
- 訓練完成後,點選
Live Preview - 將不同的鑽頭放置在 ROI 中
- 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):
- 在麵包屑選單中點選 "IO Block",或
- 從程式編輯器中選擇 "Configure I/O"
7.2 定位分類邏輯節點
- 找到 "Classification Block Logic Node"(紫色節點)
- 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
- 雙擊分類邏輯節點
- 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
- 點選右上角的
Done - 點選 Node-RED 編輯器右上角的
Deploy - 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:
- 將測試物件放置到檢測區域
- 觸發檢測(手動或自動)
- 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:
- 新增更多訓練影象(特別是邊緣案例)
- 調整置信度閾值
- 改善光照一致性
- 最佳化 ROI 定位
- 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:
- 查閱文件中的故障排除指南
- 檢視系統日誌以獲取錯誤訊息
- 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。