嵌入式视觉改变机器视觉成像 操作简单智能化

嵌入式视觉(EmbeddedVision)已经成为业界一段时间以来的趋势话题。过去很少有视觉技术被赋予如此巨大的变化潜力。一个嵌入式视觉系统可能出现的大量令人兴奋的应用几乎已经存在于工业和日常生活的各个部门。但是,这项技术真的会导致嵌入式视觉改变机器视觉成像吗?

嵌入式视觉系统允许技术系统以一种创新的方式“看到”。改善他们与其他系统的互动,就像视力增强人类与周围环境的互动一样。一些例子包括协助人与人之间的交流,认识到周围环境的危险,或监视非常微妙的任务。以类似的方式,机械视觉使技术系统能够解决他们本来无法解决的任务。

虽然对嵌入式视觉一词通常没有标准的定义,但这种技术确实有一个共同的概念。紧凑的视觉系统(基于经过调整的摄像机模块)直接集成到机器或设备中。加上定制的计算机平台和较低的功耗,使得智能图像处理在多样化的应用中成为可能,不需要传统的工业PC。然而,有不同类型的嵌入式视觉系统。

根据瑞视特科技视觉公司,嵌入式视觉系统与经典视觉系统的区别很简单:

后者以工业PC机(通过特殊图像处理库可自由编程)为基础,并通过装有合适镜头的摄像机进行图像捕获。其中一个基本要素是照明,应针对各自的应用进行优化,并确保测试对象有足够的光照以适应应用。

在图像捕获之后,通过合适的接口电缆将所记录的摄像机数据转发到图像采集卡,然后图像采集卡在计算机的CPU中协调实际的图像处理。在其中的一些卡上,也被称为帧抓取器,图像预处理是为了减少主机CPU的负载而进行的。该系统提供了评价结果,主要用于制成品的质量保证。

嵌入式PC:嵌入式和可自由编程

嵌入式PC不同于传统的IPC系统,因为图像采集卡的功能已经地集成在嵌入式PC中。就像传统的工业PC一样,它们也使标准外部摄像机的连接市场上所有的图像传感器。嵌入式PC机是基于WindowsEmbedded™操作系统的,也是可自由编程,允许系统灵活地适应各自的需求(使用专用库进行工业图像处理)。

与机器的连接是通过专用总线适配器或专用工业以太网卡进行的。根据凯普勒的说法,所使用的Windows环境给用户带来了所有众所周知的优点和缺点。如嵌入式PC系统实例,他提到CVS影像站紧凑型从Stemmer成像,IPD GV家族来自Teledyne Dalsa或者矩阵级数等等。

智能相机和视觉传感器:操作简单,智能化

智能相机和视觉传感器更进一步:在这些系统中,相机传感器、图像捕获、图像评估处理器和I/O接口,以及在某些情况下,照明和镜头结合在一起,通常是一个非常紧凑和健壮的外壳。。视觉传感器通常具有图形化的“点和点击”界面。

这些系统还经常与集成照明和镜头一起工作,这使应用变得简单,但同时也降低了灵活性,这是一个值得问题:这类系统通常会针对某些应用程序进行优化,并且不允许切换到完全不同的应用程序。例如,从纯在场检查到测量或阅读任务。另一个限制是可用于这类产品的可用图像传感器的数量有限。智能相机和视觉传感器之间没有准确的概念上的区别。

深度嵌入视觉:专注于一项任务

对于完全集成的视觉系统,也可以不使用操作系统,凯普勒建议深度嵌入式视觉系统-一个尚未在市场上确立其地位的名称。"这类系统是为特定任务而开发的,并不是可自由编程的。。在设计过程中,这些系统的通信选项是明确的,只有在较高的时间和精力的花费下才能改变。“ 高初始成本在这种深度嵌入式视觉系统的系统设计过程中所发生的事情,而这些代价只能是通过大量生产摊销。作为一项规则,这些产品的特点是非常低的功耗,允许非常长的运行时间,即使是由电池供电。

一当前实例如此深埋的视觉系统是来自Intel的RealSense技术。这些相机系统基于Intel RealSense™D4视觉处理器,该处理器采用算法来处理来自集成图像传感器的原始图像流,其中准确的三维深度信息是以高分辨率和令人印象深刻的帧速率计算的。然后输出这些3D图像作为进一步处理的结果。

A 这类深嵌式视觉系统的进一步例子来自文本识别领域:集成摄像头、OCR软件和无线电连接的紧凑模块直接安装在机械仪表上,实现廉价的自动记录,而不需要用电子版本取代现有的仪表:在规定的时间间隔内将表读数传送给主计算机。因此,人工阅读就变得不必要了。由于较低的功耗和较短的占空比,这些模块的免维护运行时间约为十年。

片上系统:较大的灵活性

根据凯普勒的说法,片上系统(Soc)是一种新的、非常灵活的嵌入式计算机技术。近期需求量很大。"Soc使定制系统成为可能,并使多样化的图像传感器能够简单地适应。通过标准摄像机标准接口,如GigE Vision、USB 3 Vision或MIPI。穿过集成功能强大的硬件,如FPGA、GPU或DSP,它们在必要时提供本地预处理和数据缩减。此外,符合标准的图像分发可通过opc ua进行进一步处理和符合标准的机器通信。."

凯普勒说,这种基于ARM的系统在linux下并在使用合适的软件环境下提供了更多的优势。源代码与pc系统兼容,可通过c/c++免费编程,并通过优化算法访问图像处理库。。这些系统的特点还包括结构紧凑,集成简单,功耗低。.

“由于SoC只需要较低的初始投资和系统成本,此外还可能出现重复,在我看来,这项技术有可能改变成像和机器视觉。"凯普勒说。

理想系统的选择

自动化世界正变得越来越复杂。工业4.0、物联网(物联网)及其扩展工业物联网(IIoT)、云计算、分布式计算、人工智能、机器学习和许多其他技术等流行词汇都表明了许多创新发展这给视觉系统的用户和开发人员带来了巨大的挑战,在他们各自的应用中选择理想的系统。

凯普勒确信:“在这种背景下,它将成为越来越重要的是,用户能够在这些关键技术上依赖专家合作伙伴的建议。瑞视特成像公司7年来一直专注于机器视觉,在该行业的发展中发挥了关键作用,涵盖了其投资组合所描述的所有技术。"

凯普勒认为,软件是理想的视觉系统的关键,对各自的应用而言:"为了提供必要的灵活性,它应该独立于硬件平台和操作系统,同时与通用源代码和标准兼容。"在这里,凯普勒也认为他的公司是一个理想的位置,可以陪伴用户走向成功的应用程序开发,因为内部软件开发,长期建立。共同视觉Blox软件平台和专业支持.

然而,开普勒并不认为,由于嵌入式视觉领域的迅速发展,经典图像处理很快就会过时:"在过去的几年里,嵌入式视觉系统在性能和用途方面都经历了巨大的繁荣,它们为用户提供了一系列灵活的选择。尽管如此,仍将有许多应用程序,其中经典的基于pc的视觉系统是理想的解决方案。"

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