Basler a réalisé une démonstration en direct d'un terminal de caisse automatisé doté d'une fonction d'IA. Le système de vision embarqué identifie et catégorise rapidement les produits dans un panier d'achat, tout en affichant le prix. Cette démonstration montre comment la combinaison de l'intelligence artificielle et de systèmes de vision embarqués optimisés peut conduire à des applications embarquées innovantes qui simplifient notre vie quotidienne.
1. Présentation
Les technologies de vision embarquées sont de plus en plus petites, de plus en plus puissantes et permettent ainsi une multitude de nouvelles applications qui reposent sur une taille compacte, une consommation électrique réduite et des coûts maîtrisés. Le commerce de détail constitue l'un des nombreux domaines où la technologie embarquée peut aider à automatiser et à simplifier les processus.
Parmi les systèmes qui faciliteront l'expérience d'achat, il faut citer les systèmes de caisse automatique. Aujourd'hui, ces systèmes utilisent généralement des lecteurs de codes-barres bidimensionnels pour détecter et enregistrer les produits sur des bandes transporteuses.
Les systèmes les plus récents ont recours à des méthodes traditionnelles de catégorisation, telles que la couleur ou le type de l'article, pour assurer une identification précise des caractéristiques des produits. Ces méthodes peuvent manquer de fiabilité lorsqu'elles sont déployées dans des environnements non contrôlés, où les conditions de lumière et de géométrie sont variables.
l'ajout de l'IA au système permet de prévenir ces problèmes : grâce aux dernières technologies d'IA, il est possible de détecter les produits sans codes-barres dans un environnement homogène et d'étendre facilement le portefeuille de produits à la volée.
2. Solution
À l'occasion du salon Embedded World Tradeshow 2019, Basler a créé, en partenariat étroit avec NXP Semiconductors, une démonstration en direct d'un terminal de caisse automatique équipé d'une fonction d'IA. Le système de vision embarqué identifie et catégorise rapidement les produits dans un panier d'achat, tout en affichant le prix. Les clients ont la possibilité de sélectionner ce qu'ils veulent mettre dans leurs paniers, et le réseau neuronal entraîné détecte ensuite les produits sur la base d'un flux vidéo – similaire à la reconnaissance faciale – avant d'afficher le prix total.
2.1 Matériel
La solution d'IA destinée à la vente au détail prend la forme du nouveau Kit de vision embarquée Basler. Ce système de traitement des bords de pointe se compose des technologies suivantes :
– dart BCON pour module caméra Basler MIPI avec capteur OnSemiconductor AR1335
– SoC NXP i.MX 8QuadMax
– Carte de traitement congatec i.MX 8QuadMax
– Carte porteuse SMARC 2.0
La configuration complète de la démonstration est proche d'une application en situation réelle et intègre tous les éléments essentiels à la vision.
2.2 Logiciel
Le logiciel composant cette solution est constitué de deux parties principales : le logiciel système et le logiciel d'application.
Pour qu'un tel système embarqué fonctionne sans problème, il est nécessaire de connecter les différents éléments du logiciel système pour créer un tout cohérent. Basler a mis à profit sa longue expérience dans de nombreux domaines logiciels pour connecter des éléments logiciels comme les BSP et le noyau Yocto de NXP, et ainsi créer un système embarqué performant et léger.
La deuxième partie de la solution, le logiciel d'application, se base sur un réseau neuronal convolutif (CNN) personnalisé développé par Irida labs. Le modèle utilisé repose sur les dernières techniques d'apprentissage profond et de traitement des données périphériques, afin de fournir une réponse rapide et robuste dans le cadre d'un processus cohérent. L'entraînement du CNN se fait du côté de l'hôte, mais l'inférence se fait en périphérie.
2.3 Les avantages de cette solution
Cette solution offre un système robuste avec de nombreux avantages.
– Le système est évolutif. Les produits peuvent être facilement ajoutés dans le système : un entraînement côté hôte permet un déploiement facile sur les systèmes périphériques grâce à la technologie IoT
– Ce système robuste est optimisé pour la vision, dispose d'une grande précision et offre un temps d'inférence rapide
– Le matériel utilisé a fait ses preuves dans l'industrie et a prouvé sa durabilité
– Une conception économique et allégée grâce aux technologies embarquées et IoT
– Le facteur de forme compact autorise de nombreuses options d'intégration
– Les magasins de détail tirent profit de coûts de main-d'œuvre réduits ainsi que d'une expérience client nettement améliorée grâce à des caisses instantanées, des files d'attente réduites et une capacité de caisse de 100 % en tout temps, même lorsque le magasin est ouvert 24 h/24 et 7 j/7.
3. Conclusion
Lors de la conception de cette solution, l'une des tâches essentielles de Basler fut de réunir tous les partenaires concernés et de combiner tous les éléments pour aboutir à une solution parfaite. Les solutions de vision embarquée de Basler permettent au client de bénéficier d'un interlocuteur unique qui se charge de toutes les démarches nécessaires. De plus, Basler adapte chaque système aux exigences particulières en matière de vision et fait en sorte que les différents composants interagissent de manière transparente.
En raison de la grande flexibilité nécessaire à la création d'un tel système, Basler s'impose comme le partenaire idéal pour créer des solutions de vision embarquées complexes.