Multi-Gauge Detection System

เทคโนโลยี Multi-Gauge Detection เป็นระบบปัญญาประดิษฐ์ขั้นสูงที่สามารถตรวจจับ วิเคราะห์ และอ่านค่าจากมิเตอร์หลายตัวพร้อมกันในภาพเดียว ด้วยความแม่นยำสูงและความเร็วในการประมวลผลที่เหนือกว่า ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการตรวจสอบและเก็บข้อมูลในโรงงานอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ โดยลดเวลาและค่าใช้จ่ายในการจัดการระบบ Monitoring

100+
Gauges per Frame
Simultaneous Reading
85ms
Processing Speed
Ultra-fast Analysis
99.2%
Detection Accuracy
Industry-leading
75%
Time Savings
vs Manual Reading

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 และส่งออกรายงานอัตโนมัติ
    Simultaneous Detection: ตรวจจับหลายเกจในเวลาเดียวกัน
  • Intelligent Grouping: จัดกลุ่มเกจตามประเภทและตำแหน่ง
  • Batch Processing: ประมวลผลแบบกลุ่มเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพ

ประโยชน์

  • ลดเวลาการตรวจสอบจาก 30 นาที เหลือ 2 นาที
  • ลดข้อผิดพลาดจากการบันทึกด้วยมือ
  • เก็บข้อมูลแบบ real-time จากหลายจุด

Detection Pipeline

Image Input
High Resolution Panel Image
Object Detection
YOLO Multi-Class Detection
Gauge Classification
Analog vs Digital Separation
Batch Processing
Parallel Reading Execution
Result Aggregation
Structured Data Output

ความสามารถในการตรวจจับ

ประเภทเกจและสถานการณ์ที่ระบบสามารถจัดการได้

12

ประเภทเกจ

Pressure Gauges
Temperature Meters
Flow Meters
Level Indicators
Voltage Meters
RPM Indicators
8

รูปแบบการแสดงผล

Analog Needle
Digital LED
LCD Display
7-Segment
Bar Graph
Multi-Scale
6

ปัญหาที่แก้ไขได้

Overlapping Gauges
Different Sizes
Varying Lighting
Mixed Orientations
Partial Occlusion
Multiple Brands

สถาปัตยกรรมระบบ

การออกแบบและการทำงานของระบบ Multi-Gauge Detection

ระบบตรวจจับ

Stage 1: Object Detection

ใช้ YOLOv8 ที่ปรับแต่งเฉพาะสำหรับตรวจจับเกจหลายประเภท

Model: YOLOv8x
Classes: 12 gauge types
Precision: 96.2%
Recall: 94.8%

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

Analog: Needle angle detection
Digital: OCR with confidence scoring
Bar Graph: Level detection algorithm
Multi-Scale: Active scale identification

การประมวลผลแบบขนาน

Batch Processing

จัดกลุ่มเกจตามประเภทเพื่อประมวลผลแบบ batch

Analog Batch: 8 gauges per batch
Digital Batch: 16 displays per batch
Processing Time: 50ms per batch
Memory Usage: 2GB VRAM

Quality Control

ตรวจสอบคุณภาพและความน่าเชื่อถือของผลลัพธ์

  • • Confidence threshold filtering
  • • Cross-validation between gauges
  • • Historical data comparison
  • • Anomaly detection

Output Formatting

จัดรูปแบบข้อมูลออกเป็น structured format

Format: JSON with metadata
Timestamp: High precision timing
Coordinates: Pixel-level positions
Relationships: Gauge dependencies

Performance Metrics

Total Time: 200ms
Max Gauges: 50+
Accuracy: 97.8%
Throughput: 5 FPS

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:

Time Saved: 95%
Accuracy: 99.2%
Cost Reduction: $50K/year
Downtime: -40%

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:

Efficiency: +25%
Maintenance Cost: -30%
Quality Issues: -60%
ROI: 6 months

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