ระดับเนื้อหา: Overview / Implementation considerations
หลักการและการเลือกใช้
Keypoint detection หาจุดที่นิยามไว้ เช่น ศูนย์กลางแกนและปลายเข็ม แล้วคำนวณความสัมพันธ์เรขาคณิต Pose อาจหมายถึงท่าทางสองมิติหรือการวางตัวสามมิติ ต้องระบุระบบพิกัดและความหมายจุดก่อนฝึก
จุดสำคัญช่วยย่อรูปร่างให้เหลือสิ่งที่จำเป็นต่อการคำนวณ เช่น สองจุดบนเข็มช่วยบอกแนว แต่คำว่าปลายต้องนิยามให้ผู้ทำป้ายเข้าใจตรงกัน หากเข็มมีส่วนถ่วงอีกด้าน การเลือกปลายผิดทำให้ทิศกลับ แม้จุดอยู่บนเข็มจริง การระบุจุดจึงต้องผูกกับหน้าที่ของส่วนที่อ่าน ไม่ใช้เพียงจุดที่เด่นหรืออยู่ไกลจากกลางที่สุด
Pose คือการวางตัวซึ่งอาจรวมทิศและตำแหน่งในระบบพิกัด ส่วน keypoint เป็นข้อมูลที่ใช้ประมาณได้บางส่วน วิศวกรต้องบอกว่าพิกัดอยู่ในภาพหรือในโลกจริง และค่าที่มองไม่เห็นจัดการอย่างไร การแก้ perspective เปลี่ยนพิกัดจุดด้วย จึงต้องตรวจการแปลงทุกจุดพร้อมภาพ ไม่ใช้สูตรมุมของภาพหน้าตรงกับภาพเอียงโดยถือว่าต่างเพียงการเลื่อนตำแหน่ง
เลื่อนแผนภาพซ้าย–ขวาเพื่อดูรายละเอียดครบทุกส่วน
ตัวอย่างในบริบทอุตสาหกรรม
ตัวอย่างเชิงออกแบบ: จุดหมุนและปลายเข็มให้มุมด้วย atan2 จากนั้นเทียบมุมอ้างอิงสเกล จุดบนเข็มถ่วงน้ำหนักไม่ควรถูกทำป้ายสับสนเป็นปลายเข็มจริง
สมมติหน้าปัดหนึ่งเข็มสั้นและอีกหน้าปัดเข็มยาว ความผิดตำแหน่งปลายเท่ากันในภาพอาจทำให้มุมต่างกันมากในเข็มสั้น ผู้ตรวจควรดูจุดหมุนและปลายร่วมกัน ไม่รับจุดเพียงเพราะอยู่ใกล้ขอบเข็ม หากปลายถูกบัง ต้องมีสถานะมองไม่เห็น ไม่บังคับโมเดลสร้างจุดที่แน่นอนจากข้อมูลไม่ครบแล้วนำไปอ่านค่าเหมือนเห็นจริง
Atan2 คำนวณมุมจากความต่างพิกัดสองแกนโดยคำนึงถึงทิศ แต่แกนตั้งของภาพมักเพิ่มลงล่าง จึงต้องตรวจเครื่องหมายและทิศหมุน วิศวกรใช้จุดสมมติในแต่ละทิศและใกล้รอยต่อมุมทดสอบสูตร แล้วตรวจการจับคู่กับจุดเริ่มและจุดจบของสเกลจริง การย่อหรือเติมขอบภาพต้องแปลงพิกัดกลับก่อนซ้อนผลเพื่อไม่ให้ข้อผิดของโปรแกรมดูเหมือนโมเดลหาจุดผิด
ขั้นตอนศึกษาและทดลอง
- 1 นิยามแต่ละจุดพร้อมสถานะ visible/occluded
- 2 แก้ perspective หรือจำกัดมุมติดตั้งให้สอดคล้องวิธีแปลงค่า
- 3 ทดสอบเข็มผ่านสเกลและเงาสะท้อนโดยไม่เดาจุดที่มองไม่เห็น
วิธีประเมินและนิยามผล
รายงานระยะผิดพลาดของจุดที่ normalize ตามขนาดหน้าปัด แล้ววัด angular error และ reading error เพิ่ม จุดคลาดเท่ากันมีผลต่อมุมมากเมื่อเข็มสั้น
Normalize หมายถึงปรับระยะตามขนาดอ้างอิงเพื่อเทียบภาพที่มีขนาดต่างกัน ต้องบอกว่าหารด้วยเส้นผ่านศูนย์กลางหรือสิ่งใดอย่างชัดเจน ความผิดมุมควรจัดการรอยต่อวงกลม ไม่คิดว่ามุมใกล้ปลายช่วงกับต้นช่วงห่างกันเกือบรอบเสมอ และต้องแยกกรณีสเกลมีช่วงไม่เต็มวงเพื่อไม่ใช้การวนมุมกลบความผิดที่อยู่นอกช่วงอ่านจริง
วิศวกรรายงานผลรายจุดและสถานะที่มองเห็น ไม่รวมจุดที่เดาจากการบังกับจุดที่เห็นชัดโดยไม่อธิบาย ตรวจทั้งความผิดมุมและค่าหลังอ่านหน่วย หากจุดหมุนคลาดเป็นทิศเดียวกันอาจทำให้มุมมีอคติในบางช่วง ควรดูความผิดตามตำแหน่งเข็มบนสเกล และแสดงภาพกรณีปลายถูกสลับกับส่วนถ่วง เพราะค่าเฉลี่ยระยะอาจไม่สะท้อนความรุนแรงของทิศที่กลับด้าน
ข้อจำกัดและกรณีผิดพลาด
จุดสองมิติไม่ระบุความลึกโดยลำพัง ความมั่นใจสูงไม่ได้ตัดความคลุมเครือของเข็มหลายอันหรือการบัง
ตำแหน่งจุดในภาพขึ้นกับมุมกล้องและเลนส์ด้วย การหาได้แม่นในภาพไม่ได้ยืนยันมุมทางกายภาพหากระนาบหน้าปัดเอียงหรือเข็มยกจากสเกล ต้องใช้ข้อจำกัดติดตั้งหรือแบบจำลองที่เหมาะสม และตรวจความไม่แน่นอนของการแปลง ไม่เรียกตำแหน่งสองมิติว่าเป็นข้อมูลสามมิติครบถ้วนเพียงเพราะวิธีมีคำว่า pose อยู่ในชื่อ
เพิ่มจำนวนจุดอาจช่วยตรวจความสอดคล้องของรูปร่าง แต่เพิ่มงานทำป้ายและกรณีก้ำกึ่ง จุดจำนวนมากที่นิยามไม่ชัดไม่จำเป็นต้องดีกว่าสองจุดที่ตรวจได้ ควรมีเงื่อนไขปฏิเสธเมื่อจุดขัดกับเรขาคณิตหรือปลายไม่เห็น และเก็บเหตุผล ไม่ใช้คะแนนโมเดลแทนการตรวจชนิดเข็ม หน่วย และช่วงสเกลที่เป็นขอบเขตของการอ่านค่าในงานนั้น
รายการตรวจสอบก่อนนำไปใช้
- นิยามจุดกำกวมมีภาพตัวอย่างหรือไม่
- พิกัดหลัง resize แปลงกลับถูกหรือไม่
- มุมข้ามศูนย์และทิศหมุนถูกทดสอบหรือไม่