Camera AI đếm sản phẩm trên băng tải: hệ thống gồm gì, chọn máy AAEON theo số camera

Hệ camera AI đếm sản phẩm trên băng tải gồm bốn phần: camera công nghiệp gắn trên chuyền, đèn chiếu, một máy tính AI chạy mô hình nhận dạng ngay tại chỗ, và đường tín hiệu ra PLC hoặc cần gạt loại hàng lỗi. Một điểm đếm với một camera chỉ cần máy Jetson Orin Nano cỡ nhỏ như AAEON BOXER-8621AI; chuyền có bốn camera GigE thì cần máy có cổng PoE như BOXER-8640AI. Bài này đi từ bài toán chuyền tới cấu hình máy; bảng thông số đầy đủ của từng cấp Jetson ở bài máy tính AI AAEON BOXER-8000: chọn Orin Nano, NX hay AGX.

Giả sử một xưởng bao bì muốn biết chính xác mỗi ca ra bao nhiêu thùng thành phẩm và bao nhiêu thùng bị móp. Cách cũ là cảm biến quang đếm vật đi qua, nhưng cảm biến không phân biệt được thùng lành với thùng móp, cũng không đếm đúng khi hai thùng dính nhau. Đội kỹ thuật thử một camera USB cắm vào laptop chạy mô hình nhận dạng, kết quả tốt trong hai ngày đầu rồi laptop nóng, giật hình, và vị trí đặt laptop ngay cạnh băng tải khiến ai cũng lo. Vấn đề không nằm ở mô hình AI, mà ở chiếc máy chạy nó.

Bài toán đếm sản phẩm bằng camera AI ngày nay không còn khó về phần mềm: mô hình phát hiện vật thể như YOLO chạy tốt trên GPU nhỏ, phần mềm huấn luyện có sẵn. Cái khó là chọn phần cứng đặt tại chuyền: đủ sức chạy mô hình theo tốc độ băng tải, nối được vài camera, chịu nhiệt và bụi của xưởng, nhận nguồn 24 V từ tủ điện và chạy liên tục nhiều năm. Họ BOXER-8000 của AAEON dùng mô-đun NVIDIA Jetson được làm cho đúng việc này.

Camera AI đếm sản phẩm trên băng tải cần gì ở máy tính

Một hệ đếm và bắt lỗi bằng camera gồm camera công nghiệp gắn trên băng tải, đèn chiếu, máy tính chạy mô hình, và tín hiệu ra (đếm lên PLC, đèn báo, cần gạt loại thùng lỗi). Máy tính phải đáp ứng bốn con số:

• Số khung hình mỗi giây phải xử lý. Băng tải chạy 0,5 m/s, sản phẩm dài 30 cm, muốn mỗi sản phẩm được nhìn ít nhất 3 lần thì cần khoảng 5 khung hình/giây mỗi camera. Chuyền chai nhựa chạy 2 m/s cần 30 khung hình/giây trở lên. Mô hình YOLO cỡ nhỏ ở độ phân giải 640 điểm cần vài chục TOPS để đạt mức đó với một camera.

• Số camera. Một điểm đếm cần một camera; kiểm lỗi nhiều mặt cần 2–4 camera. Mỗi camera GigE cần một cổng LAN, tốt nhất có PoE để không kéo thêm dây nguồn; camera USB3 cần cổng USB 3.2 riêng.

• Cổng ra tín hiệu. Kết quả đếm phải đến PLC qua Modbus TCP (LAN) hoặc DIO, hoặc kích cần gạt qua rơ-le. Máy cần DIO hoặc cổng COM/CAN.

• Điều kiện xưởng. Không quạt để không hút bụi giấy, bụi bột; nguồn 12–24 VDC từ tủ; dải nhiệt cao hơn nhiệt độ xưởng ít nhất 10 °C; gá tường hoặc DIN trong tủ.

Bài vai trò của thị giác máy trong sản xuất trên site này nói về mặt ứng dụng; bài này tập trung vào chiếc máy.

Số camera quyết định cấp Jetson

Họ BOXER-8000 chia theo ba cấp mô-đun NVIDIA Jetson Orin: Orin Nano, Orin NX và AGX Orin. So sánh TOPS, RAM và cổng của từng cấp đã có ở bài chọn Orin Nano, NX hay AGX; ở đây chỉ cần quy về số camera. Với bài toán đếm sản phẩm, một camera chạy mô hình cỡ nhỏ ở 30 khung hình/giây nằm gọn trong cấp Orin Nano; 2–3 camera hoặc mô hình lớn hơn cần Orin NX; từ bốn camera GigE hoặc thêm phân loại lỗi chi tiết thì lên AGX Orin.

BOXER-8621AI: một camera, một điểm đếm

Theo trang thông số AAEON, BOXER-8621AI dùng NVIDIA Jetson Orin Nano có hỗ trợ chế độ Super, CPU sáu nhân Arm Cortex-A78AE, RAM 4 GB hoặc 8 GB LPDDR5. Lưu trữ qua khe M.2 3052 B-Key cho SSD M.2 2242, thêm khe M.2 2230 E-Key cho Wi-Fi. Cổng nối: một LAN GbE, hai USB 3.2 Gen2 và hai USB 2.0, một cổng DB-9 RS-232/485, một cổng DB-15 RS-232/422/485, một CAN FD, 8 chân DIO, HDMI 1.4. Nguồn 12–24 VDC, nhiệt độ làm việc -15 đến 60 °C, kích thước 105 × 90 × 52 mm, nặng 0,7 kg, gá tường, chịu sốc 50 G, chứng nhận CE/FCC Class A, chạy Linux với JetPack 5.0 trở lên. Rung 3,5 Grms 5–500 Hz.

Bài toán khớp: một camera GigE hoặc USB3 đặt trên băng tải, đếm và phân loại lành/lỗi đơn giản, xuất kết quả lên PLC qua DIO hoặc Modbus TCP. Máy nhỏ đủ gắn trong tủ điện của chuyền. Lưu ý chỉ có một cổng LAN: nếu camera dùng GigE thì cần cổng LAN thứ hai qua USB hoặc đưa camera và PLC vào cùng switch.

BOXER-8651AI: cùng vỏ, mô-đun Orin NX cho 2–3 camera

BOXER-8651AI dùng cùng vỏ, cùng bố trí cổng với 8621AI nhưng thay mô-đun bằng Jetson Orin NX 8 GB LPDDR5; trang AAEON ghi máy đạt tới 70 TOPS với 1024 nhân CUDA và 32 nhân Tensor. Khác biệt còn lại: HDMI 2.1 thay cho 1.4 và nhiệt độ làm việc -15 đến 55 °C (8621AI là -15 đến 60 °C). Cổng vẫn là một LAN GbE, hai USB 3.2 Gen2, hai USB 2.0, COM, CAN FD, DIO 8.

Bài toán khớp: một băng tải cần 2–3 camera USB3 nhìn nhiều mặt sản phẩm, hoặc một camera nhưng mô hình lớn hơn để phân biệt nhiều loại lỗi (rách, lệch nhãn, thiếu nắp). Vì cùng vỏ, có thể bắt đầu bằng 8621AI rồi thay tại chỗ bằng 8651AI khi tăng camera mà không đổi tủ hay cáp.

BOXER-8640AI: bốn cổng PoE cho cụm camera

BOXER-8640AI là máy cho cụm camera. Theo trang AAEON, máy dùng Jetson AGX Orin 32 GB (CPU 8 nhân) hoặc 64 GB (12 nhân), lưu trữ 64 GB eMMC, khe M.2 2280 NVMe, khay SATA 2,5 inch và khe microSD. Điểm quyết định cho bài toán camera là bốn cổng RJ-45 GbE có PoE/PSE 802.3af, tổng tối đa 60 W, đủ cấp nguồn cho bốn camera GigE Vision mà không cần bộ cấp nguồn rời. Ngoài ra có hai USB 3.2 Gen2 Type-A, hai USB 3.2 Gen2 Type-C, một cổng RS-232/422/485, một CAN, HDMI. Nguồn 12–24 VDC qua cầu đấu hai chân, nhiệt độ làm việc -20 đến 55 °C, kích thước 210 × 164,2 × 74 mm, nặng 2,9 kg, rung 3,5 Grms 5–500 Hz, chứng nhận CE/FCC Class A, chạy JetPack 5.0 trở lên.

Bài toán khớp: một chuyền đóng gói có bốn điểm kiểm (đếm vào, kiểm nhãn, kiểm nắp, đếm ra) dùng bốn camera GigE về một máy; hoặc kho có nhiều băng tải hội tụ cần đếm đồng thời. Với AGX Orin (AAEON công bố tới 200 TOPS ở bản 32 GB), máy còn dư sức ghi lại ảnh lỗi để truy vết.

Chọn máy theo quy mô chuyền

Bảng trên chỉ quy về bài toán đếm. Nhiệt độ, kích thước, lưu trữ và chuẩn rung của từng máy xem ở bài so sánh BOXER-8621AI, 8651AI và 8640AI.

Yếu tố công nghiệp thường bị bỏ qua khi mua máy AI

Người mua máy AI hay so TOPS và bỏ qua phần còn lại. Ba điểm sau quyết định máy sống được bao lâu trên chuyền:

• Nhiệt độ và tản nhiệt. Mô-đun Jetson giảm xung khi nóng, tức là số khung hình/giây tụt xuống đúng lúc xưởng nóng nhất. Máy không quạt phải có khoảng trống quanh vây tản nhiệt; đặt trong tủ kín cùng biến tần thì phải tính lại. 8621AI chịu tới 60 °C, hai mã kia 55 °C.

• Nguồn. Cả ba máy nhận 12–24 VDC qua cầu đấu, cắm thẳng nguồn tủ 24 V. Camera PoE trên 8640AI lấy nguồn từ máy, nên bộ nguồn tủ phải đủ công suất cho cả máy lẫn 60 W PoE.

• Hệ điều hành. Máy Jetson chạy Linux với JetPack; phần mềm Windows không chạy được. Nếu phần mềm thị giác của khách chỉ có bản Windows, cần máy x86 có khe cắm như BOXER-6839-RPL kèm card tăng tốc, xem bài phân biệt các mã BOXER-6000. Bài máy tính công nghiệp không quạt là gì giải thích thêm về thiết kế không quạt.

AAEON có nhiều mã máy tính công nghiệp Jetson, trải từ Orin Nano tới AGX Orin. Dải nhiệt làm việc của họ BOXER-8000 tới 55–60 °C; xưởng nóng nên bố trí tủ có thông gió.

IPC247 hỗ trợ gì

IPC247 cung cấp hàng chính hãng AAEON tại Việt Nam, danh mục và bài kỹ thuật chung đặt ở trang AAEON trên IPC247. Với dự án camera đếm sản phẩm, IPC247 có thể tư vấn chọn mã BOXER theo số camera, tốc độ chuyền và nhiệt độ xưởng; cấu hình sẵn JetPack và SSD; báo giá trong 2 giờ làm việc; giao hàng tới nhà máy và hỗ trợ kỹ thuật khi cài đặt, cập nhật firmware hay xử lý lỗi nguồn và nhiệt. Nếu khách chưa có mô hình, IPC247 có thể giới thiệu đơn vị tích hợp thị giác máy đang dùng thiết bị AAEON.

Câu hỏi thường gặp về camera AI đếm sản phẩm bằng máy AAEON Jetson

Camera AI đếm sản phẩm khác cảm biến quang đếm ở điểm nào?

Cảm biến quang chỉ biết có vật đi qua, nên không tách được thùng lành với thùng móp và đếm sai khi hai sản phẩm dính nhau. Camera AI nhìn thấy từng sản phẩm, vừa đếm vừa phân loại, và lưu được ảnh lỗi để truy vết. Đổi lại cần máy tính AI đặt tại chuyền, đèn chiếu ổn định và một bước huấn luyện mô hình theo sản phẩm thật.

Một máy BOXER-8621AI đếm được bao nhiêu sản phẩm mỗi phút?

Phụ thuộc mô hình và độ phân giải. Với mô hình phát hiện cỡ nhỏ ở 640 điểm, Orin Nano thường đạt vài chục khung hình/giây, đủ cho băng tải 0,5–1 m/s với sản phẩm cỡ bàn tay. Chuyền nhanh hơn hoặc sản phẩm nhỏ hơn nên đo thử bằng video quay tại chuyền trước khi chốt cấu hình.

Camera GigE hay USB3 hợp với máy này hơn?

BOXER-8640AI có bốn cổng PoE nên hợp camera GigE. 8621AI và 8651AI chỉ có một LAN nhưng có hai USB 3.2 Gen2, hợp camera USB3 với cáp dưới 5 m; xa hơn phải dùng GigE và thêm switch PoE.

Máy xuất kết quả đếm lên PLC bằng cách nào?

Ba cách phổ biến: Modbus TCP qua LAN, DIO xung đếm (8 chân trên 8621AI/8651AI), hoặc CAN. Modbus TCP dễ nhất khi PLC có cổng Ethernet; DIO nhanh nhất khi cần kích cần gạt loại thùng lỗi trong vài mili giây.

Có chạy được mô hình huấn luyện trên PC không?

Được. Mô hình huấn luyện bằng PyTorch hoặc TensorFlow trên PC được chuyển sang TensorRT để chạy trên Jetson; phần lớn framework thị giác máy đã có công cụ chuyển đổi sẵn.

Xưởng 40 °C có dùng được không?

Được với cả ba mã nếu máy có khoảng trống tản nhiệt và không đặt trong tủ kín cùng thiết bị toả nhiệt. Trần nhiệt 55–60 °C cho dự phòng 15–20 °C so với xưởng 40 °C; đặt trong tủ nên có quạt thông gió tủ.

Nguồn tham khảo

• Trang sản phẩm BOXER-8621AI (aaeon.com)

• Trang sản phẩm BOXER-8651AI (aaeon.com)

• Trang sản phẩm BOXER-8640AI (aaeon.com)

• NVIDIA Jetson Modules: Orin Nano, Orin NX, AGX Orin (developer.nvidia.com)