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机器视觉与工业自动化的融合

在当前,越来越多的企业对机器视觉提出了与现有生产线或者测试控制系统配合使用的要求,这就要求机器视觉厂商们不仅提供独立的视觉产品,而是提供能够与工业自动化系统集成的完整的解决方案。
关键词: 机器视觉 工业自动化 嵌入式
时间:2012-12-12 01:41 来源:物联网在线 作者:IOTer 点击:

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机器视觉即用机器来代替人眼做测量和判断的系统。它通过光学装置和非接触传感器自动获取目标对象的图像,并由图像处理设备根据所得图像的像素分布、亮度和颜色等信息进行各种运算处理和判别分析,以提取所需的特征信息或根据判别分析结果对某些现场设备进行运动控制。

在所有科技自动化的发展趋势中,机器视觉技术发展的时间不算长,却已经在许多工厂自动化量测方面扮演着重要的角色,近年来也以稳定的速度成长。据行业机构预测,该行业2015年的市场规模将达到30亿美元,是2010年的三倍有余。

机器视觉与自动化的融合

目前,机器视觉正由过去单纯的采集、分析、传递数据,判断动作,逐渐朝着开放性的方向发展,这一趋势也预示着机器视觉将与自动化更进一步的融合,彩色视觉系统、3D监测效果、嵌入式技术、硬件与软件的搭配、解决方案等成为机器视觉最新的技术动态。

尽管在过去的几年里机器视觉经历了一些革命性的变化,但是彩色图像处理领域仍然以相对较慢的速度在发展,其中一个主要的原因是用彩色解决一个机器视觉问题总是比等价的灰度图像方案需要更多的成本和处理能力。但是在最近几年里这种情况有所改观。

随着视觉被应用于半导体、医药、纺织等各个行业,普通的灰度视觉系统已经无法满足用户的需求。在一些应用中,必须使用彩色机器视觉功能,例如彩色模式匹配、色谱分析、印刷色彩检测、包装盒识别等功能。

针对彩色视觉应用的需求,NI提供了软硬件的解决方案。硬件上,NI支持上千种来自不同厂商的摄像头,能够采集来自各种模拟摄像头,1394摄像头或者Camera Link摄像头上传来的彩色图像。同时NI对于图像提供了强大的软件支持,在Vision Builder AI以及VDM中均包含多种彩色图像处理函数,能够直接基于原始的彩色图像完成定位,模式匹配,彩色分割,色谱分析等功能。

彩色视觉系统产品一直是凌华研发的方向,但是在凌华看来,彩色应用只应用在彩色应用适合的场合,相比灰度的视觉系统不存在谁优谁劣的区别,只是看谁更适合。例如医疗行业,针对X-ray的影像分析,高位阶的灰度图像处理会是首选,而针对内窥镜辅助病理分析,彩色图像处理又成为必须的。

所以,彩色视觉系统,由于成像系统涉及相对复杂、数据量(信息量)比较大、图像处理算法要求较高,在前几年发展受到一定限制,没有灰度分析的视觉系统成功应用多,而这几年会在克服技术瓶颈后得到一个飞速的发展。

基于嵌入式的产品将成为主流

早在几年前,就有专家预测,基于嵌入式的产品将逐渐取代板卡式产品成为机器视觉产品的主流形式。

近年来,机器视觉的发展主要集中在智能化和集成化两个方面。一方面,随着硬件处理能力的不断提高,工程师们得以采用更先进的视觉算法,解决复杂的视觉问题。

另一方面,自动化应用的需求也逐渐引导着机器视觉系统从传统的基于PC的板卡式产品向采集、分析、判断一体化的嵌入式系统的方向发展,基于嵌入式的产品将逐渐取代板卡式产品。

嵌入式操作系统绝大部分是以C语言为基础的,使用C高级语言进行嵌入式系统开发是一项带有基础性的工作,可以提高工作效率,缩短开发周期,更主要的是开发出的产品可靠性高、可维护性好、便于不断完善和升级换代等。

而在工业检查机器中,用户也更倾向于使用带有实时操作系统的嵌入式设备,由于不需要单独的IT部门支持,这使得实际操作具备更好的独立性、可靠性。有专家指出智能相机以及高性能的嵌入式视觉处理系统在将来将占据视觉硬件市场的主要份额。

视觉软件至关重要

机器视觉有一个通俗的解释,就是用机器来取代人眼进行测量和判断。随着嵌入式处理器技术的发展,视觉处理硬件的处理能力日渐增强,同时也带来了软件地位的提升。在图像质量一定的条件下,处理软件和图像算法的好坏能够直接决定判断结构的正确与否,所以视觉软件在整个系统中所处的地位是至关重要的。

从机器视觉应用作为一个光机电一体的实际应用来看,成功与否的决定因素从来都是一个综合实力的评估。如今在机器视觉上的竞争焦点已经不再局限于硬件本身,而是更多的转向与之搭配的软件。

正是基于这个原因,除了继续在运动控制和系统平台上进行投入外,凌华也渐渐开始了向系统整合方案供应商的角色转变。在图像处理软件方面,从1998年就开始与比利时Euresys公司开始合作,目前已经积累了大量的客户和成熟应用。

机器视觉技术发展至今,一直与工业自动化密不可分。机器视觉的软硬件产品已逐渐成为生产制造各个阶段的必要部分,这就对于系统的集成性提出了更高的要求。工业自动化企业要求能够与测试或控制系统协同工作的一体化工业自动化系统,而非独立的视觉应用。

在当前,越来越多的企业对机器视觉提出了与现有生产线或者测试控制系统配合使用的要求,这就要求机器视觉厂商们不仅提供独立的视觉产品,而是提供能够与工业自动化系统集成的完整的解决方案。

(责任编辑:zxh007)


本文链接机器视觉与工业自动化的融合
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