“游戏规则改变者”IDS NXT
与一位工程师交流，了解一款易于使用和理解的人工智能图像处理应用
肯普滕应用科学大学的Marco Ullrich说：“我是一名工程师，并不是软件开发人员，但是现在我可以说我已经成功利用人工智能完成了图像处理工作。”他是生产与信息学研究所的研究员，指导一组学生在攻读硕士学位的过程中开发了一种使用人工智能的Mill游戏机器人。
图像分析由IDS NXT完成，这是为使用智能相机而打造的一体化系统。这次访谈让您可以详细了解他们面临的挑战、获得的经验以及最终解决方案。
这一项目具体要实现什么目标？
项目的目标是开发能够在异地玩德国棋盘游戏“Mühle”（Mill）的机器人。其中一个机器人位于肯普滕（德国），另一个机器人位于萨尔茨堡（奥地利）。我们通过使用视觉系统来检测棋盘变化，保证游戏顺利进行。智能IDS NXT相机是系统的重要组成部分。
您的团队在项目中面临哪些挑战？
首先，我们需要用工业相机取代现有的Raspberry Pi相机。我们还需要选择合适的图像处理算法、照明方式和相机安装位置。此外，我们必须找到一种方法来平衡HMI（用户与机器通信的人机接口）的图像，因为所安装的相机有一定倾斜角度，而用户接口需要自上而下的视角。总的来说，将相机集成到现有的机器人系统中是一个重大挑战。
您的应用中视觉系统的具体任务是什么？
视觉系统的任务是安全可靠地检测棋盘上的变化。我们是工程师，不是软件开发人员，所以我们还设计了一个方便用户使用的系统。相机需要适合工业使用，并且最好是创新型或最先进的相机。此外，我们希望使用人工智能进行图像处理。然而，由于我们的目标群体不一定是人工智能专家，我们需要确保人工智能应用易于处理和理解。
您为项目选择IDS相机技术的原因是什么？
IDS NXT系统满足了我们的所有要求，非常适合我们的项目。首先，IDS非常重视降低人工智能实际应用的门槛，方便用户使用，即使我们这些并不精通软件开发的工程师也能顺利使用，这一点最为重要。此外，我们不需要额外的计算资源来进行图像处理，因此很容易把相机集成到我们现有的系统中。
所有的工作不需要额外的处理单元，都可以在相机上完成。
我们希望为用户提供出色的视觉体验。这一相机技术的格言是“it's so easy”，正因如此，它成为我们的理想选择。您能解释一下为什么IDS NXT系统很容易使用吗？
正如我之前提到的，我是一名工程师，不是软件开发人员。尽管如此，我依然能够通过IDS NXT系统使用人工智能和神经网络进行图像处理。这个系统只需要在相机设备上运行，不需要其他处理单元，这样就不必投入大量资金来购买进行图像处理的计算资源。同时，将系统集成到我们现有的设备中非常容易。
您能介绍一下IDS相机与您的项目环境通信所使用的接口吗？
我们研究了REP接口和cockpit软件等多种与IDS相机通信的选项。最终决定使用OPC UA协议，因为它是我们系统中的标准通信方法。我们通过以太网线缆经交换机将相机连接到PLC。
您是如何使用IDS NXT相机的应用方法的？体验如何？
我们测试了两个视觉应用，“分类器”和“对象检测器”。有了这两款视觉应用，我们能够通过足够的图像实现接近100%的成功率。对象检测器的成功率略低，并且比分类器复杂一点，但我不认为这是一种不足。总的来说，应用的方法非常直观，如果您不是程序员，也不熟悉人工智能算法，这类应用就是您的理想选择。
您得出了一个结论，认为事先对需求案例进行更深入分析会节省开发时间，在必要时应立即采用其他方法。您认为原因是什么？使用基于人工智能的图像处理有什么不同吗？
在我们的用例中，这一决定与人工智能无关。我们今天之所以会采取不同的做法，是因为我们低估了启动项目的正确方法或方式的重要性。需要注意的是，视觉系统不仅仅是相机和算法。我们并不是真正的专家，所以我们没有意识到评估正确的相机位置、照明和其他因素是多么重要，这些因素同样会对性能产生重大影响。
在我们的案例中，相机的位置是一项复杂的任务，因为我们之前使用的相机系统就在游戏场地的正上方。IDS相机由于各种原因倾斜布置，这带来了很多挑战。
IDS视觉系统是否通过AI评估功能为令牌检测和过程监控带来了好处？
根据我们的经验，它确实带来了一项好处。要知道，在IDS相机之前，我们使用了一个Raspberry Pi相机，通过Python进行图像处理设置，但是它的适用范围存在局限性。而IDS相机的优势在于可以实现无缝集成且使用方便，不需要大量的高级语言专业知识。
您之前提到，代码读取功能和多步骤图像评估可以大大增加应用价值。这方面我有一些令人兴奋的消息。IDS NXT系统现在通过模块化编辑器(Block-based Editor)支持了这两种功能。如果您今天再次开展这个项目，您会用这些工具来以不同的方式规划应用吗？
这真是个好消息，实际上是学生们建议增加这些功能。IDS能够如此迅速地接受我们的建议，这让人感到惊讶。如果我们今天再次做这个项目，我们肯定会采取不同的做法，因为很多情况都发生了变化。
目前，我们正计划将同样的IDS相机集成到位于Sonthofen的研究所工厂中，在此期间，我计划测试新的功能和特性。此外，我们打算继续与您的团队合作开展各种研究项目。我很期待在未来继续就激动人心的话题进行合作。
我们的采访到了结束时间。Marco，感谢您与我们分享宝贵见解和未来计划。我们期待继续与您合作，并祝愿您在研究工作中取得进一步成功。
详细信息
如果您想了解更多信息，可以在 IDS Vision Channel或Tencent Video上找到本次采访和其他关于相机和图像处理技术的视频。