Identificazione e segmentazione delle confezioni con Ultralytics YOLO11

Abirami Vina

6 minuti di lettura

7 febbraio 2025

Scoprite come utilizzare un set di dati sulla segmentazione dei colli per addestrare Ultralytics YOLO11 a identificare e segmentare i colli per migliorare le operazioni logistiche.

Quando si ordina qualcosa online e viene spedito a casa, il processo sembra semplice. Si clicca su alcuni pulsanti e il pacco arriva alla porta di casa. Tuttavia, dietro questa consegna senza intoppi c'è un'intricata rete di magazzini, camion e sistemi di smistamento che lavorano instancabilmente per portare i pacchi dove devono essere. Si prevede che il settore della logistica, la spina dorsale di questo sistema, crescerà fino a raggiungere l'incredibile cifra di 13,7 miliardi di euro entro il 2027.

Tuttavia, questa crescita comporta una buona dose di problemi, come errori di smistamento, ritardi nelle consegne e inefficienze. Con l'aumento della domanda di consegne più rapide e precise, i metodi tradizionali si stanno rivelando insufficienti e le aziende si rivolgono all'intelligenza artificiale (AI) e alla computer vision per trovare soluzioni più intelligenti.

L'intelligenza artificiale nella logistica sta ridisegnando il settore automatizzando i processi e migliorando la precisione nella gestione dei colli. Analizzando immagini e video in tempo reale, la computer vision può aiutare a identificare, tracciare e smistare i colli con grande precisione, riducendo gli errori e snellendo le operazioni. In particolare, modelli avanzati di computer vision come Ultralytics YOLO11 consentono un'identificazione più rapida e precisa dei colli. 

L'addestramento personalizzato di YOLO11 con dataset di computer vision di alta qualità, come il Roboflow Package Segmentation Dataset, garantisce prestazioni ottimali in scenari reali. In questo articolo esploreremo come questo set di dati possa essere utilizzato per addestrare YOLO11 a ridefinire le operazioni logistiche. Parleremo anche delle sue applicazioni reali. Iniziamo!

Come la computer vision ridefinisce l'efficienza dei magazzini intelligenti

I magazzini trattano migliaia di pacchi ogni ora. Gli errori di smistamento o di tracciamento possono causare ritardi, aumenti dei costi e frustrazione dei clienti. La visione artificiale può essere sfruttata per consentire alle macchine di interpretare le immagini e di eseguire attività in modo intelligente. Le soluzioni AI di visione possono aiutare a semplificare le operazioni, in modo che si svolgano senza intoppi e con meno errori.

Ad esempio, la computer vision può migliorare compiti come l'identificazione delle confezioni e il rilevamento dei danni, rendendoli più veloci e affidabili rispetto ai metodi manuali. Questi sistemi sono spesso progettati per funzionare bene in ambienti difficili, come spazi angusti o scarsa illuminazione. 

In particolare, YOLO11 può essere utilizzato per velocizzare la gestione dei pacchi. È in grado di rilevare rapidamente e con precisione i pacchi in tempo reale. Aumentando l'efficienza e riducendo gli errori, YOLO11 supporta le operazioni senza soluzione di continuità, aiutando le aziende a rispettare le scadenze e a offrire una migliore esperienza ai clienti.

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Figura 1. Un esempio di rilevamento di scatole con YOLO11.

YOLO11 è ideale per le applicazioni logistiche

YOLO11 supporta diverse attività di computer vision, come il rilevamento di oggetti, la segmentazione di istanze e la classificazione di immagini, rendendolo uno strumento versatile per diversi settori. YOLO11 combina velocità e precisione, rendendolo un ottimo strumento per il settore della logistica. 

Con il 22% di parametri in meno rispetto a YOLOv8m, raggiunge una maggiore precisione sul set di dati COCO, consentendo di rilevare gli oggetti in modo più accurato ed efficiente. Ciò significa che è in grado di identificare i colli in modo rapido e affidabile, anche in ambienti di spedizione veloci e ad alto volume.

Inoltre, questi vantaggi non si limitano alle confezioni. Ad esempio, YOLO11 può essere utilizzato nei magazzini per rilevare i lavoratori in tempo reale, migliorando la sicurezza e l'efficienza. Può tracciare i movimenti dei lavoratori, identificare le aree riservate e avvisare i supervisori di potenziali pericoli, aiutando a prevenire gli incidenti e a garantire il regolare svolgimento delle operazioni.

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Figura 2. Un esempio di utilizzo di YOLO11 per rilevare i lavoratori in un magazzino.

Ottimizzazione di YOLO11 con il dataset di segmentazione dei pacchetti

Dietro ogni grande applicazione di intelligenza artificiale c'è di solito un modello addestrato su serie di dati di alta qualità. Tali insiemi di dati sono fondamentali per costruire soluzioni logistiche di computer vision. 

Un buon esempio di questo tipo di dataset è il Roboflow Universe Package Segmentation Dataset, progettato per rispecchiare le sfide logistiche del mondo reale. Questo set di dati può essere utilizzato per addestrare un modello per rilevare e delineare (o segmentare) i pacchi nelle immagini.

La segmentazione delle istanze è un'attività di computer vision che identifica gli oggetti, genera caselle di delimitazione e ne delinea con precisione la forma. A differenza del rilevamento degli oggetti, che si limita a posizionare i riquadri di delimitazione intorno agli oggetti, la segmentazione delle istanze fornisce maschere dettagliate a livello di pixel come caratteristica aggiuntiva. 

Il dataset Roboflow Universe Package Segmentation presenta immagini di confezioni in varie condizioni, dalla scarsa illuminazione e dagli spazi ingombri agli orientamenti imprevedibili. Inoltre, la struttura di questo set di dati è stata creata per un'efficace formazione e valutazione del modello. È composto da 1920 immagini annotate per l'addestramento, 89 per il test e 188 per la validazione. I modelli di visione artificiale addestrati con questo set di dati di segmentazione di istanze diverse possono adattarsi facilmente alle complessità dei magazzini e dei centri di distribuzione.

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Figura 3. Panoramica del dataset di segmentazione dei pacchetti Roboflow.

Addestramento di YOLO11 con un set di dati per la segmentazione dei pacchetti

L'addestramento dei modelli Ultralytics YOLO come Ultralytics YOLO11 richiede un processo semplice e diretto. I modelli possono essere addestrati utilizzando l'interfaccia a riga di comando (CLI) o gli script Python, offrendo opzioni di configurazione flessibili e facili da usare.

Poiché il pacchetto Ultralytics Python supporta il Roboflow Package Segmentation Dataset, l'addestramento di YOLO11 su di esso richiede solo poche righe di codice e l'addestramento può essere avviato in soli cinque minuti. Per maggiori dettagli, consultate la documentazione ufficiale di Ultralytics.

Quando si addestra YOLO11 su questo set di dati, dietro le quinte, il processo di addestramento inizia dividendo il set di dati per la segmentazione dei pacchetti in tre parti: addestramento, validazione e test. Il set di addestramento insegna al modello a identificare e segmentare con precisione i pacchetti, mentre il set di convalida aiuta a perfezionare l'accuratezza del modello testandolo su immagini non viste, assicurando che si adatti bene agli scenari del mondo reale. 

Infine, il set di test valuta le prestazioni complessive per confermare che il modello è pronto per la distribuzione. Una volta addestrato, il modello si inserisce perfettamente nei flussi di lavoro della logistica, automatizzando attività come l'identificazione e lo smistamento dei colli.

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Figura 4. Flusso di lavoro di addestramento personalizzato per YOLO11. Immagine dell'autore.

Applicazioni di computer vision per una logistica più intelligente

Ora che abbiamo visto come addestrare YOLO11 in modo personalizzato utilizzando il set di dati per la segmentazione dei pacchetti. Discutiamo alcune applicazioni reali della computer vision nella logistica intelligente.

Monitoraggio intelligente del magazzino con YOLO11

I magazzini spesso gestiscono migliaia di colli all'ora, soprattutto durante le stagioni di vendita più intense. Pacchetti di ogni forma e dimensione si muovono rapidamente lungo i nastri trasportatori, in attesa di essere smistati e spediti. Lo smistamento manuale di un volume così elevato di pacchi può comportare errori, ritardi e sprechi di energie.

Utilizzando YOLO11, i magazzini possono operare in modo molto più efficiente. Il modello è in grado di analizzare un feed in tempo reale, utilizzando il rilevamento degli oggetti per identificare ciascun collo. Questo aiuta a tracciare con precisione i colli, riducendo gli errori e prevenendo spedizioni errate o in ritardo.

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Figura 5. Utilizzo di YOLO11 per rilevare e contare i pacchetti.

Inoltre, le funzionalità di segmentazione delle istanze di YOLO11 rendono più efficiente la gestione dei colli, identificando e separando accuratamente i singoli colli, anche quando sono impilati o sovrapposti. Migliorando l'accuratezza dello smistamento e consentendo una migliore tracciabilità dell'inventario, YOLO11 aiuta ad automatizzare i processi logistici, a ridurre gli errori e a mantenere le operazioni senza intoppi.

Utilizzo di YOLO11 per il rilevamento dei danni

Nessuno vuole ricevere un pacco strappato, ammaccato o danneggiato. Può essere frustrante per i clienti e costoso per le aziende, con conseguenti reclami, restituzioni e spreco di risorse. Consegnare costantemente pacchi integri è una parte fondamentale per mantenere la fiducia dei clienti.

YOLO11 può aiutare a individuare questi problemi in anticipo. Nei centri di smistamento, YOLO11 può essere utilizzato per scansionare i pacchi in tempo reale utilizzando la segmentazione delle istanze per rilevare ammaccature, strappi o perdite. Quando viene identificato un pacco danneggiato, può essere automaticamente contrassegnato e rimosso dalla linea di produzione. Un sistema Vision AI può contribuire a ridurre gli sprechi e a garantire che i clienti ricevano solo prodotti di alta qualità.

Pro e contro della computer vision nella logistica

Dopo aver esplorato le applicazioni reali dell'uso della computer vision nella logistica intelligente, analizziamo più da vicino i vantaggi offerti da modelli di computer vision come YOLO11. Dal mantenimento della qualità degli imballaggi alla gestione delle attività durante i picchi di domanda, anche i piccoli miglioramenti possono fare una grande differenza.

Ecco una rapida panoramica di alcuni dei principali vantaggi:

  • Risparmio sui costi: Migliorando l'efficienza, riducendo gli sprechi e minimizzando i resi, YOLO11 contribuisce a ridurre i costi operativi complessivi.
  • Automazione del magazzino: Ottimizzato per l'edge computing, YOLO11 può essere integrato con robot di magazzino e droni aerei, per automatizzare la gestione dei pacchi nei centri di distribuzione su larga scala.
  • Vantaggi per la sostenibilità: Riducendo gli sprechi, ottimizzando i percorsi e minimizzando le spedizioni non necessarie, YOLO11 contribuisce a rendere le operazioni logistiche più ecologiche.

Nonostante i vantaggi, ci sono anche alcune limitazioni da tenere presenti quando si implementano le innovazioni della computer vision nei flussi di lavoro logistici:

  • Necessità di aggiornamenti continui: I modelli di intelligenza artificiale devono essere regolarmente aggiornati e riqualificati per adattarsi a nuove sfide, tipi di colli o layout di magazzino in evoluzione.
  • Integrazione con i sistemi preesistenti: Molte aziende logistiche si affidano a infrastrutture datate, rendendo difficile la perfetta integrazione con le moderne tecnologie di intelligenza artificiale.
  • Problemi di privacy e sicurezza: L'utilizzo di sistemi di visione guidati dall'intelligenza artificiale può sollevare preoccupazioni sulla privacy dei dipendenti e sulla sicurezza dei dati, richiedendo un'attenta valutazione delle politiche.

Principali informazioni sui magazzini intelligenti

Quando Ultralytics YOLO11 viene addestrato su set di dati come il Roboflow Package Segmentation Dataset, può migliorare l'automazione logistica adattandosi alle varie condizioni del magazzino e scalando in modo efficiente durante i periodi di picco. Poiché le operazioni logistiche diventano sempre più complesse, YOLO11 può contribuire a garantire l'accuratezza, a ridurre al minimo gli errori e a mantenere le consegne senza intoppi.

L'intelligenza artificiale nella logistica sta trasformando il settore consentendo flussi di lavoro più intelligenti, veloci e affidabili. Integrando la computer vision nelle loro operazioni, le aziende possono aumentare l'efficienza, ridurre i costi e migliorare la soddisfazione dei clienti.

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