底層芯片技術、算法庫是核心

工業(yè)生產(chǎn)對機器視覺的運算速度和準確度要求較高，這些需要強大的底層技術來做支撐，例如CPU中央處理器芯片的性能、FPGA器件并行處理多級流水線的特點，以及專業(yè)視覺算法庫等等，以提高機器視覺系統(tǒng)的數(shù)據(jù)吞吐能力和數(shù)據(jù)處理能力。

今年5月，無錫信捷與英特爾攜手，發(fā)布了全新基于英特爾芯片的IoT工業(yè)控制器、智能相機等多款重磅產(chǎn)品�；�于英特爾14nm Apollo Lake＆Kaby Lake平臺，信捷推出的V200｜V300系列IoT工業(yè)控制器具有強大的計算性能和優(yōu)化的圖像處理能力，提供多種配置選擇。S200系列智能相機基于英特爾Apollo Lake平臺，采用IA＋FPGA架構，集圖像采集、圖像處理和外部通訊于一體，支持130萬至1200萬像素，與傳統(tǒng)方案相比，S200系列智能相機滿載時最高表面溫度低于50℃，為智能制造提供了安全保證。另外，新的X－SIGHT  VISIONSTUDIO軟件平臺具備超過2000個處理算子，包含常用的檢測、定位、標定、通訊、字符讀碼等，無需編寫代碼，拖拽組件即可完成開發(fā)，支持多線程多任務處理，并提供豐富的HMI交互模塊。據(jù)悉，除了此次發(fā)布會推出的產(chǎn)品和方案以外，信捷和英特爾在噴涂、打磨、人工智能識別、分揀等工業(yè)制造領域?qū)⒄归_全方位的合作交流。

而基于FPGA器件進行機器視覺的開發(fā)，可以通過編程方便地修改其內(nèi)部的邏輯功能，從而實現(xiàn)高速的硬件計算和并行運算，是高性能嵌入式視覺系統(tǒng)的一種較為方便的解決方案，且功耗也較低，是未來計算機視覺系統(tǒng)的一個重要發(fā)展方向。

在視覺軟件方面，Vision Pro是康耐視開發(fā)的一款優(yōu)秀的計算機式視覺軟件，特點是簡單易用，它的Quick Build快速原型設計環(huán)境將高級編程的先進性、靈活性與易于開發(fā)性相結合，協(xié)助制造廠商縮短開發(fā)周期時間。借助VisionPro，用戶可以訪問功能較強的圖案匹配、斑點、卡尺、線位置、圖像過濾、OCR和OCV視覺工具庫，以及一維條碼和二維碼讀取，以執(zhí)行各種功能，如檢測、識別和測量等，VisionPro軟件可與廣泛的．NET類庫和用戶控件完全集成。此外，通過API連接VisionPro ViDi這款專為工業(yè)圖像分析設計的深度學習軟件，還能進一步優(yōu)化為復雜檢測、元件定位、分類以及光學字符識別等應用場景。

一體化機器視覺集成方案

瞄準現(xiàn)有生產(chǎn)過程中視覺應用的“痛點”，從機器控制緊密結合的軟硬件集成方案入手，貝加萊推出的集成了鏡頭、工業(yè)相機、軟件在內(nèi)的一體化視覺系統(tǒng)，是另一種實現(xiàn)方式。

這種軟硬結合的一體化集成視覺系統(tǒng)解決了視覺檢測應用中的同步性問題，首先是照明與成像的同步，對于視覺而言，照明的良好設計構成了視覺應用70％的成功權重，集成化視覺方案由于由同一控制器控制，使得照明的LED強度、頻閃和相機的對焦、曝光、成像過程在極高的速度下實現(xiàn)同步，從而保證了成像質(zhì)量；二是視覺系統(tǒng)與自動化系統(tǒng)的同步，集成視覺方案令視覺應用與機器工藝、控制無縫融合，同時與貝加萊自身的控制、運動控制、I／O模塊一起，在POWERLINK架構下實現(xiàn)百μS級的同步，令到整體系統(tǒng)能夠達到更高的精度和速度。

另一方面，這種視覺集成方案對于現(xiàn)場集成應用的開發(fā)者非常便利，他可以不再需要了解各種鏡頭、相機、控制器、照明、通信接口的知識，僅需使用一個產(chǎn)品就可以去構建各種視覺應用，縮短了項目開發(fā)周期，大幅降低了工程時間與成本。利用貝加萊mapp技術框架提供的現(xiàn)成的軟件組件，通過較少的編程就可以輕松創(chuàng)建機器視覺應用程序，只需要點擊幾下即可將智能攝像頭捕獲的圖像集成到mapp View HMI應用程序中，攝像頭和照明參數(shù)以及觸發(fā)條件可隨時更改，使得產(chǎn)品換型和其它運行時間調(diào)整都非常容易實施。

實際上，在各種復雜的工業(yè)生產(chǎn)場景中，照明光源尤為重要，它直接關系到采集圖像的質(zhì)量，例如圖像輪廓是否清晰、成像特征是否完美體現(xiàn)等等。為此，貝加萊的集成視覺系統(tǒng)還提供非常靈活的光源照明管理功能，包括背景光、光帶的模塊化設計，可－40°至＋90°電動旋轉(zhuǎn)，并且內(nèi)置了閃光控制器、支持多種顏色、大功率的快速響應，這些都可以根據(jù)現(xiàn)場應用進行配置，還可以實時修改曝光時間長度、角度、顏色等等，這些功能讓機器視覺應用變得更加靈活自如。

結語

機器視覺與運動控制的結合，為工業(yè)自動化產(chǎn)線的升級帶來一股新活力，也越來越多地被應用在非接觸檢測、測量場景中，用以提高加工精度、發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品缺陷、進行自動分析與決策等，因而成為了先進制造的重要組成部分。目前來看，盡管機器視覺技術在工業(yè)自動化行業(yè)的應用牽涉到光學、電子、機械、工業(yè)軟件等多個不同門類的學科，技術難度仍然較大，某些特定領域的市場準入壁壘也較高；但顯而易見的是，機器視覺與運動控制技術相結合，促進了工廠產(chǎn)線自動化水平、產(chǎn)品品質(zhì)管控、人力成本結構等方面的優(yōu)化，進而提升了企業(yè)的綜合競爭力。未來，融合邊緣計算與深度學習等AI技術的機器視覺系統(tǒng)，將真正為機器植入“眼睛與大腦”，為邁向工業(yè)4．0時代做好準備。