Les technologies de vision et d'imagerie poursuivent leur croissance au-delà de l'usine

La vision et l'imagerie sont depuis longtemps des technologies habilitantes clés sur des marchés très variés. Les systèmes de vision industrielle peuvent améliorer considérablement les processus industriels et contribuer à accroître la productivité, l'efficacité et la qualité tout en réduisant les coûts dans de nombreux cas d'utilisation divers.

La croissance de la vision industrielle est à un rythme record. Alex Shikany, vice-président du marketing et des services aux membres de l'Association for Advancing Automation (A3), rapporte que le marché de la vision industrielle en Amérique du Nord a augmenté de 26 % au premier semestre 2021 pour atteindre un record de 764 millions de dollars. Dans une enquête A3, plus de 95 % des entreprises et des analystes interrogés s'attendent à ce que le marché ne baisse pas au cours des six prochains mois. Le Dr Chris Yates de Vision Ventures note que les principaux moteurs de la mise en œuvre continue des technologies de vision industrielle sont une prise de conscience accrue des capacités et de la valeur ; réduire les coûts des composants, des logiciels et de l'ingénierie ; compatibilité et interopérabilité technologiques plus larges; et une plus grande concentration et succès dans la facilité d'utilisation.

Il est clair que les industries matures et émergentes continuent d'adopter la vision et l'imagerie. Mais quels sont les prochains cas d'utilisation industrielle de la vision industrielle ?

Sortir de l'usine, dans les champs

L'agriculture est une industrie qui commence à tirer des avantages significatifs de la mise en œuvre à grande échelle de technologies d'automatisation avancées telles que la vision industrielle. Selon l'USDA, le revenu agricole brut américain devrait augmenter de 7,3 % en 2021 pour atteindre 486 milliards de dollars, les avancées technologiques ayant une grande influence sur les résultats. L'agriculture verticale est un secteur à croissance rapide, où les plantes (légumes, fruits, herbes, etc.) sont principalement cultivées à l'intérieur dans des tours verticales dans des environnements contrôlés.

« L'agriculture de précision » dans l'agriculture est une riche cible pour l'automatisation depuis un certain temps, avec de nombreuses applications différentes en cours de développement et/ou de recherche. L'utilisation de robots autonomes dans la plantation et la récolte des cultures est un domaine qui connaît une certaine croissance et acceptation. Les tracteurs sans conducteur peuvent être guidés principalement à l'aide du GNSS/GPS (Global Navigation Satellite Systems et Global Positioning Systems). Cependant, la pleine autonomie nécessite la capacité de détecter et de réagir aux obstacles inattendus, notamment humains et animaux. Des systèmes de perception utilisant des technologies telles que l'imagerie infrarouge, le lidar et le temps de vol 3D sont mis en œuvre avec succès dans les robots agricoles. Des robots autonomes dotés de modèles de vision et d'apprentissage en profondeur ont même été utilisés pour le désherbage sans produits chimiques de certaines cultures.

Les systèmes d'automatisation de la récolte dépendent fortement de la vision et de l'imagerie. Par exemple, les cobots (robots collaboratifs) et les machines équipées de mouvements autonomes utilisent des caméras et une IA pour différencier les fruits mûrs des fruits non mûrs et fournir des conseils pour la cueillette automatisée. Abundant Robotics (www.abundantrobotics.com) a signalé un premier succès avec son robot cueilleur de pommes, qui utilise la vision pour détecter les fruits mûrs. La récolte des légumes est également sur la table. L'université de Cambridge a fait la démonstration d'un robot cueilleur de laitue utilisant plusieurs caméras et un apprentissage automatique pour détecter les têtes saines et mûres et guider la cueillette.

L'agriculture verticale est particulièrement adaptée à l'automatisation en raison de la nature bien contrainte des cultures et de l'environnement. Les robots guidés par la vision sont essentiels à la productivité pendant le processus de plantation pour capturer les semis et les placer dans les tours de croissance verticales. La récolte peut également être automatisée de la même manière.

En agriculture générale, la vision artificielle peut être utilisée pour inspecter les cultures et détecter la sécheresse ou les maladies. L'imagerie multispectrale et hyperspectrale, que ce soit au niveau de l'usine ou au niveau du terrain à l'aide de drones, est une technologie largement utilisée avec un succès avéré. L'imagerie infrarouge peut également être utilisée en fonction de l'inspection et du recadrage.

Perception pour l'usinage de précision

Les nouvelles applications pour la vision et l'imagerie sont de plus en plus acceptées dans l'industrie de l'usinage de précision. L'industrie de l'usinage de précision (usinage CNC) est assez mature et prospère, avec une taille de marché pour certaines sources d'environ 400 milliards de dollars et une croissance prévue en 2021 d'environ 7 %. Parallèlement à l'adoption d'une automatisation avancée pour améliorer la qualité et la productivité, les principaux moteurs de ce marché qui peuvent contribuer à la croissance sont la recherche et l'utilisation efficace de la main-d'œuvre, la réduction des coûts d'exploitation, l'élimination des défauts d'usinage et la détection précoce des défauts pour éviter le gaspillage. Ces facteurs et d'autres orientent cette industrie vers une nouvelle adoption de la vision et de l'imagerie ainsi que de la robotique dans le processus de production.

Bien que l'entretien de machines robotisées ne soit pas complètement nouveau dans l'industrie de l'usinage de précision, il est de plus en plus accepté et la tâche est avancée avec la vision industrielle pour offrir une plus grande autonomie. Les robots pour le chargement et le déchargement de la machine peuvent être guidés pour le prélèvement et le placement des pièces, offrant une plus grande efficacité pour les petits lots à mélange élevé communs à l'usinage de précision. Et l'imagerie 3D est en train de devenir une technologie habilitante potentielle pour prendre en charge la sélection aléatoire de pièces ou de flans à usiner, éliminant ainsi le besoin de fixation dure et de charge de l'opérateur.

Ces nouveaux exemples de l'industrie ne sont qu'une petite partie des marchés bénéficiant des technologies de vision et d'imagerie. À mesure que les cas d'utilisation émergents de l'industrie se développent, ces technologies continueront d'améliorer les processus et la qualité.