Multi-Gauge Detection System
เทคโนโลยี Multi-Gauge Detection เป็นระบบปัญญาประดิษฐ์ขั้นสูงที่สามารถตรวจจับ วิเคราะห์ และอ่านค่าจากมิเตอร์หลายตัวพร้อมกันในภาพเดียว ด้วยความแม่นยำสูงและความเร็วในการประมวลผลที่เหนือกว่า ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการตรวจสอบและเก็บข้อมูลในโรงงานอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ โดยลดเวลาและค่าใช้จ่ายในการจัดการระบบ Monitoring
Multi-Gauge Detection คืออะไร?
Multi-Gauge Detection เป็นเทคโนโลยีการมองเห็นคอมพิวเตอร์ขั้นสูงที่สามารถตรวจจับ ระบุตำแหน่ง และอ่านค่าจากเกจ มิเตอร์ หรือเครื่องมือวัดหลายตัวในภาพเดียวพร้อมกัน ช่วยลดเวลาและเพิ่มประสิทธิภาพในการตรวจสอบเครื่องมือวัดในโรงงานอุตสาหกรรมขนาดใหญ่
ระบบใช้อัลกอริธึม Object Detection และ Image Segmentation ร่วมกับ Deep Learning Models เพื่อวิเคราะห์และแยกแยะมิเตอร์แต่ละตัวในภาพ แม้ว่าจะมีขนาด มุมมอง หรือแสงที่แตกต่างกัน โดยสามารถประมวลผลได้มากกว่า 100 มิเตอร์ในเวลาเพียง 85 มิลลิวินาที
ความสามารถเด่น
-
Simultaneous Detection: ตรวจจับมิเตอร์หลายตัวพร้อมกัน ได้มากกว่า 100 ตัวต่อภาพ
-
Smart Classification: จำแนกประเภทมิเตอร์และหน่วยวัด อัตโนมัติด้วย AI
-
Batch Processing: ประมวลผลข้อมูลทั้งหมด และส่งออกรายงานอัตโนมัติSimultaneous Detection: ตรวจจับหลายเกจในเวลาเดียวกัน
- Intelligent Grouping: จัดกลุ่มเกจตามประเภทและตำแหน่ง
- Batch Processing: ประมวลผลแบบกลุ่มเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพ
ประโยชน์
- ลดเวลาการตรวจสอบจาก 30 นาที เหลือ 2 นาที
- ลดข้อผิดพลาดจากการบันทึกด้วยมือ
- เก็บข้อมูลแบบ real-time จากหลายจุด
Detection Pipeline
ความสามารถในการตรวจจับ
ประเภทเกจและสถานการณ์ที่ระบบสามารถจัดการได้
ประเภทเกจ
รูปแบบการแสดงผล
ปัญหาที่แก้ไขได้
สถาปัตยกรรมระบบ
การออกแบบและการทำงานของระบบ Multi-Gauge Detection
ระบบตรวจจับ
Stage 1: Object Detection
ใช้ YOLOv8 ที่ปรับแต่งเฉพาะสำหรับตรวจจับเกจหลายประเภท
Stage 2: Gauge Classification
CNN classifier แยกประเภทเกจและรูปแบบการแสดงผล
- • Analog vs Digital classification
- • Scale type recognition
- • Unit detection (PSI, °C, RPM, etc.)
- • Brand identification
Stage 3: Reading Extraction
เลือกเทคนิคที่เหมาะสมสำหรับแต่ละประเภทเกจ
การประมวลผลแบบขนาน
Batch Processing
จัดกลุ่มเกจตามประเภทเพื่อประมวลผลแบบ batch
Quality Control
ตรวจสอบคุณภาพและความน่าเชื่อถือของผลลัพธ์
- • Confidence threshold filtering
- • Cross-validation between gauges
- • Historical data comparison
- • Anomaly detection
Output Formatting
จัดรูปแบบข้อมูลออกเป็น structured format
Performance Metrics
การใช้งานจริง
ตัวอย่างการประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆ
โรงไฟฟ้า
ตรวจสอบเครื่องมือวัดในห้องควบคุมที่มีเกจมากถึง 200+ ตัว
Challenge:
- • เกจขนาดและประเภทต่างกัน
- • แสงสว่างไม่สม่ำเสมอ
- • ต้องการความแม่นยำสูง
- • เวลาในการตรวจสอบจำกัด
Solution:
- • ใช้กล้อง 4K ติดตั้งประจำ
- • Multi-gauge detection ทุก 30 วินาที
- • Auto-alert เมื่อค่าผิดปกติ
- • Historical trend analysis
Results:
โรงงานผลิต
ตรวจสอบสายการผลิตที่มีเครื่องจักรหลายเครื่องพร้อมกัน
Application:
- • ความดันระบบลม (Air Pressure)
- • อุณหภูมิเครื่องจักร (Temperature)
- • ความเร็วรอบ (RPM Monitoring)
- • ระดับน้ำมัน (Oil Level)
Implementation:
- • Raspberry Pi + Edge AI
- • Local processing & storage
- • Real-time dashboard
- • Predictive maintenance alerts
Impact:
ตัวอย่างการ Implement
โค้ดสำหรับสร้างระบบ Multi-Gauge Detection
# Multi-Gauge Detection System
import cv2
import numpy as np
import torch
from ultralytics import YOLO
import concurrent.futures
import json
from datetime import datetime
class MultiGaugeDetector:
def __init__(self, model_path, config_path):
# Load YOLO model for gauge detection
self.yolo_model = YOLO(model_path)
# Load configuration
with open(config_path, 'r') as f:
self.config = json.load(f)
# Initialize gauge readers
self.analog_reader = AnalogGaugeReader()
self.digital_reader = DigitalGaugeReader()
# Performance tracking
self.stats = {
'total_detections': 0,
'successful_readings': 0,
'processing_times': []
}
def detect_gauges(self, image):
"""Detect all gauges in the image"""
start_time = time.time()
# Run YOLO detection
results = self.yolo_model(image, conf=0.3, iou=0.5)
# Parse results
detections = []
for result in results:
boxes = result.boxes
if boxes is not None:
for box in boxes:
x1, y1, x2, y2 = box.xyxy[0].cpu().numpy()
confidence = box.conf[0].cpu().numpy()
class_id = int(box.cls[0].cpu().numpy())
# Extract gauge region
gauge_roi = image[int(y1):int(y2), int(x1):int(x2)]
detection = {
'bbox': [x1, y1, x2, y2],
'confidence': float(confidence),
'class_id': class_id,
'class_name': self.config['classes'][class_id],
'roi': gauge_roi,
'timestamp': datetime.now().isoformat()
}
detections.append(detection)
detection_time = time.time() - start_time
self.stats['processing_times'].append(detection_time)
return detections
def classify_gauge_type(self, detection):
"""Classify gauge as analog or digital"""
roi = detection['roi']
class_name = detection['class_name']
# Simple rule-based classification
# In production, use a CNN classifier
if 'digital' in class_name.lower() or 'lcd' in class_name.lower():
return 'digital'
elif 'analog' in class_name.lower() or 'needle' in class_name.lower():
return 'analog'
else:
# Use image analysis for unknown types
return self._analyze_gauge_type(roi)
def _analyze_gauge_type(self, roi):
"""Analyze ROI to determine gauge type"""
# Convert to grayscale
gray = cv2.cvtColor(roi, cv2.COLOR_BGR2GRAY)
# Detect circular shapes (analog gauges)
circles = cv2.HoughCircles(
gray, cv2.HOUGH_GRADIENT, 1, 20,
param1=50, param2=30, minRadius=10, maxRadius=100
)
if circles is not None:
return 'analog'
# Detect rectangular displays (digital gauges)
edges = cv2.Canny(gray, 50, 150)
contours, _ = cv2.findContours(edges, cv2.RETR_EXTERNAL, cv2.CHAIN_APPROX_SIMPLE)
for contour in contours:
# Check for rectangular shapes
epsilon = 0.02 * cv2.arcLength(contour, True)
approx = cv2.approxPolyDP(contour, epsilon, True)
if len(approx) == 4: # Rectangle
return 'digital'
return 'unknown'
def process_batch(self, detections):
"""Process multiple gauges in parallel"""
analog_batch = []
digital_batch = []
# Group by type
for detection in detections:
gauge_type = self.classify_gauge_type(detection)
if gauge_type == 'analog':
analog_batch.append(detection)
elif gauge_type == 'digital':
digital_batch.append(detection)
results = []
# Process batches in parallel
with concurrent.futures.ThreadPoolExecutor(max_workers=4) as executor:
futures = []
# Submit analog batch
if analog_batch:
futures.append(
executor.submit(self._process_analog_batch, analog_batch)
)
# Submit digital batch
if digital_batch:
futures.append(
executor.submit(self._process_digital_batch, digital_batch)
)
# Collect results
for future in concurrent.futures.as_completed(futures):
batch_results = future.result()
results.extend(batch_results)
return results
def _process_analog_batch(self, batch):
"""Process analog gauges"""
results = []
for detection in batch:
try:
reading = self.analog_reader.read_gauge(detection['roi'])
result = {
'detection': detection,
'reading': reading,
'type': 'analog',
'status': 'success' if reading else 'failed'
}
results.append(result)
except Exception as e:
result = {
'detection': detection,
'reading': None,
'type': 'analog',
'status': 'error',
'error': str(e)
}
results.append(result)
return results
def _process_digital_batch(self, batch):
"""Process digital gauges"""
results = []
# Batch OCR processing for efficiency
rois = [det['roi'] for det in batch]
readings = self.digital_reader.batch_read(rois)
for detection, reading in zip(batch, readings):
result = {
'detection': detection,
'reading': reading,
'type': 'digital',
'status': 'success' if reading else 'failed'
}
results.append(result)
return results
def process_image(self, image):
"""Main processing pipeline"""
start_time = time.time()
# Step 1: Detect all gauges
detections = self.detect_gauges(image)
if not detections:
return {
'status': 'no_gauges_detected',
'processing_time': time.time() - start_time
}
# Step 2: Process all detections
results = self.process_batch(detections)
# Step 3: Apply quality filters
filtered_results = self._apply_quality_filters(results)
# Step 4: Generate summary
summary = self._generate_summary(filtered_results)
total_time = time.time() - start_time
return {
'status': 'success',
'total_gauges': len(detections),
'successful_readings': len([r for r in filtered_results if r['status'] == 'success']),
'results': filtered_results,
'summary': summary,
'processing_time': total_time
}
def _apply_quality_filters(self, results):
"""Apply confidence and quality filters"""
filtered = []
for result in results:
# Check detection confidence
if result['detection']['confidence'] < self.config['min_detection_confidence']:
result['status'] = 'low_confidence'
continue
# Check reading quality
if result['reading'] and 'confidence' in result['reading']:
if result['reading']['confidence'] < self.config['min_reading_confidence']:
result['status'] = 'low_reading_confidence'
continue
filtered.append(result)
return filtered
def _generate_summary(self, results):
"""Generate processing summary"""
total = len(results)
successful = len([r for r in results if r['status'] == 'success'])
analog_count = len([r for r in results if r['type'] == 'analog'])
digital_count = len([r for r in results if r['type'] == 'digital'])
return {
'total_detected': total,
'successful_readings': successful,
'success_rate': successful / total if total > 0 else 0,
'analog_gauges': analog_count,
'digital_gauges': digital_count,
'average_confidence': np.mean([
r['detection']['confidence'] for r in results
]) if results else 0
}
# Usage example
def main():
# Initialize detector
detector = MultiGaugeDetector(
model_path='models/gauge_detector_yolov8.pt',
config_path='config/gauge_config.json'
)
# Load test image
image = cv2.imread('test_images/control_panel.jpg')
# Process image
results = detector.process_image(image)
# Print results
print(f"Processing Status: {results['status']}")
print(f"Total Gauges Detected: {results['total_gauges']}")
print(f"Successful Readings: {results['successful_readings']}")
print(f"Processing Time: {results['processing_time']:.3f}s")
# Display detailed results
for i, result in enumerate(results['results']):
print(f"\nGauge {i+1}:")
print(f" Type: {result['type']}")
print(f" Class: {result['detection']['class_name']}")
print(f" Confidence: {result['detection']['confidence']:.3f}")
if result['reading']:
print(f" Reading: {result['reading']['value']}")
print(f" Unit: {result['reading'].get('unit', 'N/A')}")
if __name__ == "__main__":
main()
เทคโนโลยีที่เกี่ยวข้อง
เทคโนโลยีอื่นๆ ที่ทำงานร่วมกับ Multi-Gauge Detection