হার্ডওয়্যার নির্বাচন: শিল্প পিসি নির্বাচনের ক্ষেত্রে প্রধান বিবেচনা
মেশিন ভিশন অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে, শিল্প পিসি (আইপিসি) কোর কম্পিউটিং ডিভাইস হিসাবে কাজ করে, ছবি প্রক্রিয়াকরণ, ডেটা বিশ্লেষণ এবং সরঞ্জাম নিয়ন্ত্রণ সহ একাধিক কাজ সম্পাদন করে। যেহেতু মেশিন ভিশন প্রায়শই শিল্প স্বয়ংক্রিয়তা, গুণমান পরিদর্শন এবং সূক্ষ্ম নিয়ন্ত্রণে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে, তাই আইপিসির নির্বাচন সরাসরি সিস্টেমের কার্যকারিতা এবং নির্ভরযোগ্যতা প্রভাবিত করে।
একটি মেশিন ভিশন সিস্টেমে, চিত্র অর্জনের অংশটি মূলত একটি শিল্প ক্যামেরা, শিল্প লেন্স এবং আলোকসজ্জা সংমিশ্রণ নিয়ে গঠিত, যেখানে চিত্র প্রক্রিয়াকরণের অংশটি চিত্র প্রক্রিয়াকরণ সফটওয়্যারের মাধ্যমে বাস্তবায়িত হয়। ফ্রেম গ্রাবারকে শিল্প ক্যামেরা (ভিডিও উৎস) এবং কম্পিউটার (সফটওয়্যার) এর মধ্যে ইন্টারফেস হিসাবে বোঝা যেতে পারে। ফ্রেম গ্রাবার দ্বারা গৃহীত চিত্রগুলি কম্পিউটার বা অন্যান্য প্রসেসরগুলিতে প্রক্রিয়াকরণের জন্য সরবরাহ করা হয়।
I. অ্যাপ্লিকেশন পরিস্থিতি এবং প্রয়োজনীয়তা
শিল্প স্বয়ংক্রিয়তা, মান পরিদর্শন, রোবট পরিচালনা এবং উচ্চ-নির্ভুলতা নিয়ন্ত্রণ সহ বিভিন্ন ক্ষেত্রে মেশিন ভিশন সিস্টেমগুলি ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। এই ক্ষেত্রগুলিতে, নিম্নলিখিত বিষয়গুলির উপর ভিত্তি করে আইপিসির নির্বাচন করা হয়:
1. চিত্র প্রক্রিয়াকরণের প্রয়োজনীয়তা
মেশিন ভিশন সিস্টেমগুলির বৃহদাকার চিত্র ডেটা দক্ষতার সাথে প্রক্রিয়া করার প্রয়োজন হয়, যার জন্য আইপিসির কাছে শক্তিশালী প্রক্রিয়াকরণের ক্ষমতা থাকা প্রয়োজন।
2. ডিভাইস সংযোগ
ক্যামেরা, সেনসর এবং পিএলসি-র মতো ডিভাইসগুলি বিভিন্ন ইন্টারফেসের মাধ্যমে সংযোগ করা প্রায়শই প্রয়োজনীয় হয়ে থাকে। তাই আইপিসি-এর নিকট যথেষ্ট ইনপুট/আউটপুট (I/O) ইন্টারফেস থাকা আবশ্যিক।
3. পরিবেশগত পরিবর্তনশীলতা
শিল্প পরিবেশে, মেশিন ভিশন সরঞ্জাম উচ্চ তাপমাত্রা, ধূলিকণা এবং কম্পনের মতো কঠোর পরিস্থিতির সম্মুখীন হতে পারে। ফলস্বরূপ, আইপিসি-এর নিকট শক্তিশালী ব্যাহতকরণ প্রতিরোধ ক্ষমতা এবং পরিবেশগত অভিযোজন ক্ষমতা থাকা আবশ্যিক।
২। আইপিসি নির্বাচনে বিবেচনার বিষয়সমূহ
মেশিন ভিশনের জন্য উপযুক্ত আইপিসি নির্বাচন করার সময় নিম্নলিখিত দিকগুলি বিবেচনা করা আবশ্যিক:
1. প্রসেসিং ক্ষমতা
মেশিন ভিশন সিস্টেমগুলি সাধারণত বাস্তব সময়ে চিত্র প্রক্রিয়াকরণ এবং গণনা করার প্রয়োজনীয়তা রাখে, যা আইপিসি-এর নিকট শক্তিশালী কম্পিউটিং ক্ষমতা চাহিয়ে থাকে। চিত্র প্রক্রিয়াকরণের কাজকে সমর্থন করার জন্য উচ্চ কার্যকারিতা সম্পন্ন সিপিইউ (যেমন ইন্টেল কোর i-সিরিজ, জেওন প্রসেসর) এবং জিপিইউ (যেমন এনভিডিয়া জিপিইউ এক্সিলারেশন কার্ড) সহ মডেলগুলি নির্বাচন করার বিকল্প রয়েছে।
2. ইন্টারফেসের প্রয়োজন
স্যাম্পলিং হার ছবি প্রক্রিয়াকরণে ফ্রেম গ্রাবারের গতি এবং ক্ষমতা প্রতিফলিত করে। ছবি অর্জনের সময়, গ্রাবারের স্যাম্পলিং হার প্রয়োজনীয়তা পূরণ করছে কিনা সে বিষয়ে মনোযোগ দেওয়া আবশ্যিক।
3. পরিবেশগত পরিবর্তনশীলতা
মেশিন ভিশন সিস্টেমগুলি প্রায়শই কারখানার কাজের জায়গার মতো তুলনামূলকভাবে খারাপ অবস্থানে কাজ করে। আইপিসি-এর কাঁপুনি প্রতিরোধ, ধূলো প্রতিরোধ, জলরোধী এবং পরিসর তাপমাত্রা পরিচালনার ক্ষমতা থাকতে হবে।
4. প্রকৃত সময়ের কার্যকারিতা এবং স্থিতিশীলতা
মেশিন ভিশনের জন্য বাহ্যিক সংকেতের প্রতি প্রকৃত সময়ে প্রতিক্রিয়ার প্রয়োজন। তাই, আইপিসি-এর অপারেটিং সিস্টেমকে প্রকৃত সময়ের প্রয়োজনীয়তা সমর্থন করতে হবে। একটি রিয়েল-টাইম অপারেটিং সিস্টেম (আরটিওএস) বা এম্বেডেড অপারেটিং সিস্টেম বেছে নেওয়া ডেটা প্রক্রিয়াকরণের সময়ানুবর্তিতা এবং নির্ভুলতা নিশ্চিত করতে পারে।
5. প্রসারযোগ্যতা
যেহেতু মেশিন ভিশন সিস্টেম অ্যাপ্লিকেশনগুলি প্রসারিত হতে থাকে, তাই আইপিসি-এর ভালো প্রসারযোগ্যতা থাকতে হবে, যাতে সহজেই হার্ড ড্রাইভ, মেমরি, নেটওয়ার্ক ইন্টারফেস ইত্যাদি যোগ করা যায় এবং সিস্টেমের ফাংশন আপগ্রেড এবং অপ্টিমাইজেশন সমর্থন করা যায়।
আইপিসি হার্ডওয়্যার কনফিগারেশনের তুলনা
আইটেম |
আইপিসি প্রয়োজনীয়তা |
বর্ণনা |
প্রক্রিয়া ক্ষমতা |
শক্তিশালী সিপিইউ এবং জিপিইউ সমর্থন |
উচ্চ-কর্মক্ষমতা সম্পন্ন সিপিইউ (যেমন, ইন্টেল কোর, জেওন) এবং জিপিইউ সমর্থন সহ আইপিসি বেছে নেওয়ার প্রয়োজন। |
ইন্টারফেসের প্রয়োজন |
শক্তিশালী সিপিইউ এবং জিপিইউ সমর্থন |
USB, GigE, RS-232/485, ক্যামেরা লিঙ্কের মতো ইন্টারফেসগুলি সরবরাহ করতে হবে। |
পরিবেশগত অভিযোজ্যতা |
শক প্রতিরোধী, ধূলিপ্রতিরোধী, জলরোধী, পরিসর তাপমাত্রা সহনশীল |
আইপিসি-এর জন্য এমন একটি শক্তসামগ্রী আবরণের প্রয়োজন যা তাপমাত্রা পরিবর্তন, ধূলিকণা এবং কম্পনের মতো কঠোর পরিবেশ সহ্য করতে পারে। |
প্রকৃত সময়ের কার্যকারিতা |
RTOS বা এম্বেডেড OS-এর সমর্থন |
প্রকৃত সময়ে চিত্র প্রক্রিয়াকরণ নিশ্চিত করতে প্রকৃত সময়ে ডেটা প্রক্রিয়াকরণ সমর্থন করে এমন একটি অপারেটিং সিস্টেম সরবরাহ করুন। |
সম্প্রসারণযোগ্যতা |
মডুলার ডিজাইন এবং হার্ডওয়্যার প্রসারণের সমর্থন করুন |
অতিরিক্ত মেমরি, হার্ড ড্রাইভ, আই/ও ইন্টারফেস যুক্ত করার সুবিধার্থে সিস্টেম প্রসারণের জন্য সুবিধা প্রদান করুন। |
IV. প্রস্তাবিত সাধারণ হার্ডওয়্যার কনফিগারেশন
মেশিন ভিশন অ্যাপ্লিকেশনের জন্য আইপিসি নির্বাচন করার সময়, নিম্নলিখিত কয়েকটি সুপারিশকৃত সাধারণ হার্ডওয়্যার কনফিগারেশন বিভিন্ন প্রয়োজন অনুযায়ী উপযুক্ত আইপিসি নির্বাচনে সহায়তা করবে:
আবেদনের পরিস্থিতি |
সুপারিশকৃত হার্ডওয়্যার কনফিগারেশন |
কারণ |
উচ্চ-নির্ভুলতা চিত্র প্রক্রিয়াকরণ |
উচ্চ-ক্ষমতাশালী সিপিইউ (যেমন, ইন্টেল কোর i7/i9) + জিপিইউ (যেমন, এনভিডিয়া জেটসন) |
উচ্চ-ক্ষমতাশালী প্রসেসর এবং জিপিইউ চিত্র প্রক্রিয়াকরণের কাজগুলি ত্বরান্বিত করে, জটিল দৃষ্টি সম্পর্কিত কাজের সাথে খাপ খাইয়ে নেয়। |
বহু-ক্যামেরা সিঙ্ক্রোনাইজড মনিটর |
বহু-ইন্টারফেস (গিগই, ইউএসবি3.0), উচ্চ-গতি নেটওয়ার্ক |
বহু ইন্টারফেস একাধিক ক্যামেরা থেকে বাস্তব সময়ে ডেটা অর্জন এবং স্থানান্তর সমর্থন করে, যাতে কোনও বিলম্ব না হয়। |
কঠোর পরিবেশে কাজ করা |
শক/ধূলো-প্রতিরোধী আবরণ, পরিসর-তাপমাত্রা (-20°C~60°C) |
উচ্চ তাপমাত্রা, আর্দ্রতা, ধূলিকণা ইত্যাদি খুব খারাপ পরিবেশের জন্য উপযুক্ত; দীর্ঘমেয়াদী স্থিতিশীল পরিচালনা নিশ্চিত করে। |
এজ কম্পিউটিংয়ের প্রয়োজন |
উচ্চ-কার্যক্ষমতা সম্পন্ন এম্বেডেড সিস্টেম (যেমন, ARM আর্কিটেকচার) |
নেটওয়ার্ক ল্যাটেন্সি কমাতে এজ কম্পিউটিং কাজগুলি দ্রুত স্থানীয় প্রসেসিং ক্ষমতা প্রয়োজন। |
শিল্প স্বয়ংক্রিয় নিয়ন্ত্রণ |
বহুবিধ আই/ও ইন্টারফেস (যেমন, RS-232, CAN বাস) |
আইপিসি-কে বহু শিল্প যন্ত্রাংশের অ্যাক্সেস এবং নিয়ন্ত্রণ সমর্থন করতে হবে, সরঞ্জামগুলির মধ্যে দক্ষ যোগাযোগ নিশ্চিত করতে হবে। |
V. সারাংশ এবং নির্বাচন সুপারিশ
মেশিন ভিশন অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে, আইপিসি নির্বাচনের বিষয়ে প্রক্রিয়াকরণ ক্ষমতা, ইন্টারফেস সমর্থন, পরিবেশগত অভিযোজন, প্রকৃত সময়মতো কাজ করা এবং প্রসারণযোগ্যতা সহ একাধিক দিক নিয়ে মনোযোগ দেওয়া উচিত। উপযুক্ত আইপিসি-কে কেবলমাত্র দক্ষ চিত্র প্রক্রিয়াকরণের প্রয়োজনীয়তা পূরণ করতে হবে না, সাথে খুব খারাপ পরিবেশে স্থিতিশীল পরিচালনা নিশ্চিত করতে হবে, যথেষ্ট সংযোগ এবং প্রসারণের সম্ভাবনা থাকতে হবে।
নির্বাচন সুপারিশ:
1. উচ্চ-নির্ভুলতা ছবি প্রক্রিয়াকরণ এবং জটিল কাজের জন্য শক্তিশালী CPU এবং GPU সহ একটি IPC নির্বাচন করুন।
2. একাধিক ক্যামেরা এবং প্রকৃত-সময়ের নজরদারির জন্য, IPC-এর কাছে সমৃদ্ধ নেটওয়ার্ক এবং ইন্টারফেস সমর্থন থাকা উচিত।
3. খুব শব্দযুক্ত পরিবেশে, ধাক্কা-প্রমাণ, ধূলো-প্রমাণ, জলরোধী কার্যক্রম এবং পরিসর তাপমাত্রা সমর্থন করে এমন IPC নির্বাচন করুন।
4. প্রান্ত কম্পিউটিংয়ের প্রয়োজনীয়তা সম্পন্ন অ্যাপ্লিকেশনের ক্ষেত্রে, দ্রুত ডেটা প্রক্রিয়াকরণের জন্য একটি এম্বেডেড সিস্টেম বা কমপ্যাক্ট IPC নির্বাচন করুন।