Bài này bàn phần triển khai phần mềm, tức triển khai mô hình thị giác trên EI-A100-S61A1: đưa mô hình từ ảnh mẫu tới máy chạy thật thế nào, đo gì sau khi chạy và bảo trì trạm ra sao. Bảng thông số kỹ thuật, các vị trí lắp đặt và đối chiếu với dòng suy luận biên cùng nhóm đã có ở bài bảng thông số đầy đủ EI-A100-S61A1, ở đây không nhắc lại.
Bốn bước từ ảnh mẫu tới máy chạy thật
Nhầm lẫn hay gặp khi lập kế hoạch là coi việc mua máy suy luận biên là xong phần công nghệ. Trên thực tế máy chỉ đảm nhận bước cuối. Bốn bước dưới đây phải có đủ, và ba bước đầu diễn ra ở nơi khác.
| Bước | Làm ở đâu | Đầu ra | Công sức thường thấy |
|---|---|---|---|
| Thu ảnh mẫu tại trạm thật | Ngay tại chuyền, dùng chính camera và nguồn sáng sẽ lắp | Tập ảnh có cả hàng đạt và hàng lỗi | Vài tuần, phụ thuộc tần suất xuất hiện lỗi |
| Gán nhãn | Phòng kỹ thuật, cần người hiểu tiêu chuẩn chất lượng | Tập ảnh đã đánh dấu vùng và loại lỗi | Chiếm phần lớn thời gian của cả dự án |
| Huấn luyện | Máy có card đồ hoạ mạnh hoặc dịch vụ thuê | Mô hình ở dạng gốc | Nhiều lần lặp, mỗi lần vài giờ |
| Chuyển đổi và nạp lên máy biên | Trên máy suy luận tại trạm | Mô hình đã tối ưu, chạy được trên chip tăng tốc | Nhanh, nhưng phải làm lại mỗi lần đổi mô hình |
Đọc bảng thấy rõ một điều đáng nói khi lập dự toán: phần tốn công nhất là gán nhãn, và đó là việc của người hiểu tiêu chuẩn chất lượng trong nhà máy, không phải việc mua được. Nên tính công cho khâu này ngay từ đầu thay vì để phát sinh giữa chừng. Bối cảnh chung của thị giác máy trong sản xuất nêu ở bài thị giác máy trong sản xuất.
Vì sao mô hình phải chuyển đổi trước khi chạy trên máy biên
Chip tăng tốc thị giác trên máy không chạy trực tiếp mô hình ở dạng gốc. Bộ công cụ đi kèm làm việc chuyển đổi: rút gọn các phép tính không cần thiết, hạ độ chính xác số học xuống mức chấp nhận được và sắp lại luồng tính cho khớp với cấu trúc của chip.
Bỏ qua bước này thì mô hình vẫn chạy được nhưng toàn bộ khối lượng tính đổ lên vi xử lý, và vi xử lý trên máy là loại tiết kiệm điện. Kết quả là thời gian trả về tăng lên nhiều lần, đủ để một trạm kiểm tra không theo kịp nhịp chuyền.
Hai lưu ý thực tế sau khi chuyển đổi. Một, phải đo lại độ chính xác trên tập ảnh kiểm chứng, vì việc hạ độ chính xác số học có thể làm rơi vài phần trăm. Nếu mức rơi vượt ngưỡng chấp nhận thì phải xem lại cách chuyển đổi chứ không nên bù bằng cách nới ngưỡng phán quyết. Hai, ghi lại phiên bản mô hình gốc, tham số chuyển đổi và kết quả đo vào hồ sơ trạm, vì nửa năm sau không ai nhớ bản đang chạy sinh ra từ đâu.
Ba chỉ số phải theo dõi sau khi trạm chạy
Một trạm kiểm tra thị giác không phải lắp xong là quên. Ba chỉ số dưới đây nên ghi hằng tuần, chỉ cần một bảng đơn giản.
- Tỷ lệ báo lỗi nhầm. Hàng đạt bị loại. Chỉ số này ảnh hưởng trực tiếp tới sản lượng và là chỉ số mà tổ sản xuất phàn nàn trước tiên.
- Tỷ lệ bỏ sót. Hàng lỗi lọt qua. Khó đo hơn vì phải lấy mẫu kiểm tra lại bằng tay, nhưng đây mới là chỉ số quyết định trạm có giá trị hay không.
- Thời gian trả kết quả. Đo ở nhịp chuyền cao nhất chứ không phải nhịp trung bình. Trạm chạy tốt lúc thử rồi tắc vào giờ cao điểm là tình huống hay gặp.
Khi cả ba chỉ số cùng xấu đi từ từ, nguyên nhân thường nằm ở phần quang chứ không ở phần mềm. Khi một chỉ số xấu đột ngột, thường có thay đổi rõ ràng: đổi lô nguyên liệu, đổi camera, ai đó chỉnh lại đèn. Ghi nhật ký thay đổi của trạm giúp phân biệt hai trường hợp này trong vài phút thay vì vài ngày.
Khi nào phải huấn luyện lại mô hình
Bốn mốc thường buộc phải quay lại bước huấn luyện. Nhận ra sớm thì việc chỉ mất vài ngày, để muộn thì trạm đã mất tin cậy và phải thuyết phục lại tổ sản xuất.
Mốc thứ nhất là đổi nguyên liệu hoặc đổi nhà cung cấp, làm bề mặt và màu sắc khác đi. Mốc thứ hai là xuất hiện dạng lỗi mới chưa có trong tập ảnh mẫu. Mốc thứ ba là thay đổi bố trí quang: đổi camera, đổi ống kính, đổi khoảng cách hay đổi loại đèn. Mốc thứ tư là mở rộng phạm vi kiểm tra, ví dụ trước chỉ soi mặt trên nay soi thêm cạnh bên.
Ba mốc đầu chỉ cần bổ sung ảnh và huấn luyện lại. Mốc thứ tư thường là một dự án mới, vì phải bố trí lại camera và có thể phải thêm máy. Khi cần thêm sức tính toán mà không muốn thay máy, hướng dùng mô-đun tăng tốc rời được nêu ở bài mô-đun tăng tốc trí tuệ nhân tạo VEGA-230.
Bảo trì một trạm kiểm tra thị giác
Lịch bảo trì cho trạm thị giác khác lịch bảo trì máy tính thông thường vì phần hay hỏng nằm ở quang học chứ không ở máy.
Hằng tuần: lau ống kính và kính chắn bằng dụng cụ chuyên dùng, kiểm tra camera còn chắc trên giá đỡ hay không. Rung nhẹ theo thời gian đủ làm lệch khung hình và mô hình sẽ báo lỗi hàng loạt.
Hằng tháng: đo lại độ sáng của nguồn sáng. Đèn suy giảm dần theo thời gian và mắt người không nhận ra, nhưng mô hình thì nhận ra ngay. Cùng lúc đó kiểm tra nhiệt độ vỏ máy, vì máy không quạt nên bụi bám dày trên vỏ làm giảm khả năng thoát nhiệt.
Hằng quý: chạy lại tập ảnh kiểm chứng đã lưu và so kết quả với lần nghiệm thu. Đây là cách phát hiện trôi mà không cần chờ tổ sản xuất phàn nàn. Đồng thời sao lưu mô hình đang chạy cùng cấu hình trạm ra ngoài máy, vì đây là phần dựng lại lâu nhất khi phần cứng hỏng. Các ứng dụng thị giác khác trong công nghiệp có ở bài ứng dụng thị giác máy tính, phần nhận dạng khuôn mặt nêu ở bài ứng dụng nhận dạng FaceView.
Chọn thiết bị cho trạm kiểm tra thị giác
Ba câu hỏi quyết định chọn máy: số luồng camera và độ phân giải, nhịp chuyền tính bằng sản phẩm mỗi phút, và độ nặng của mô hình. Khi nhịp chuyền cao và ảnh có độ phân giải lớn thì cần dòng máy có tốc độ khung hình cao hơn, ví dụ nhóm nêu ở bài hệ thống thị giác máy siêu nhỏ gọn AIR-020. Nhóm máy hộp biên nói chung nằm ở danh mục máy tính không quạt cho IoT.
Đề nghị báo giá nên gửi kèm bốn nội dung: số luồng camera cùng độ phân giải, nhịp chuyền, dạng lỗi cần phát hiện, và bên nào sẽ làm phần gán nhãn cùng huấn luyện. Nội dung thứ tư quyết định phạm vi công việc nhiều hơn cả cấu hình máy. Danh mục máy tính nhúng của hãng liệt kê tại chuyên mục máy tính nhúng Advantech trên IPC247. Khi chưa chốt nên dùng hộp suy luận biên hay máy nhúng thường, dùng công cụ chọn máy theo yêu cầu lắp đặt.
Câu hỏi thường gặp về triển khai mô hình thị giác trên EI-A100-S61A1
Có huấn luyện mô hình ngay trên máy này được không?
Không nên. Máy dùng vi xử lý tiết kiệm điện và chip tăng tốc thiết kế cho việc chạy mô hình đã huấn luyện, không phải cho việc huấn luyện. Phần huấn luyện nên làm trên máy có card đồ hoạ mạnh hoặc trên dịch vụ thuê, sau đó chuyển mô hình đã tối ưu xuống máy biên.
Vì sao phải chuyển đổi mô hình trước khi chạy?
Chip tăng tốc thị giác chỉ nhận mô hình ở dạng đã tối ưu cho nó. Bộ công cụ OpenVINO đi kèm làm việc chuyển đổi này: rút gọn phép tính, giảm độ chính xác số học ở mức chấp nhận được và sắp lại luồng tính. Bỏ qua bước chuyển đổi thì mô hình vẫn chạy nhưng đổ hết lên vi xử lý và chậm hẳn.
Cần bao nhiêu ảnh mẫu cho một loại lỗi?
Không có con số chung, nhưng nguyên tắc thực dụng là mỗi loại lỗi cần đủ ảnh để bao hết các biến thể xuất hiện trong sản xuất thật: khác vị trí, khác hướng, khác mức sáng, khác lô nguyên liệu. Một tập ảnh chụp gọn trong một buổi ở một điều kiện sáng duy nhất thường cho kết quả tốt khi thử và kém khi chạy thật.
Mô hình chạy tốt lúc nghiệm thu rồi kém dần là do đâu?
Ba nguyên nhân thường gặp theo thứ tự: ống kính bám bụi hoặc dầu, nguồn sáng suy giảm theo thời gian, và nguyên liệu đổi lô làm bề mặt khác đi. Cả ba đều không nằm ở phần mềm, nên lịch bảo trì trạm phải có mục vệ sinh ống kính và đo lại nguồn sáng.
Một máy chạy được mấy luồng camera?
Phụ thuộc độ phân giải, nhịp khung hình và độ nặng của mô hình, nên phải đo bằng chính mô hình sẽ dùng chứ không ước lượng. Cách đo là tăng dần số luồng cho tới khi thời gian trả kết quả vượt nhịp chuyền, con số ngay trước đó là giới hạn thực tế của trạm.
Đọc thêm về thiết bị: toàn bộ máy tính công nghiệp Advantech cùng các hãng khác trên ipc247.com.
