製造業自動化進程加快 機器視覺技術逐步走熱

作者 ：admin  來源 ：本站  發表時間 ：2013/3/26 8:51:46  點擊：3239

機器視覺的一個重要作用在於對工業自動化水平提升的推動 ，這正是目前國內機器視覺市場的發展動力 。而用戶的需求無疑是機器視覺得以普及發展的諸多因素中最具決定性的 。隨著中國製造業的進一步發展 ，對機器視覺的需求也有了進一步的提高 ，這不僅僅表現在市場的容量上 ，更體現在了用戶對機器視覺產品的質量及性能的要求上 。目前 ，機器視覺正由過去單純的采集 、分析 、傳遞數據 ，判斷動作 ，逐漸朝著開放性的方向發展 ，這一趨勢也預示著機器視覺將與自動化更進一步的融合 ，彩色視覺係統 、3D監測效果 、嵌入式技術 、硬件與軟件的搭配 、解決方案等成為機器視覺最新的技術動態 。 

機器視覺也需要色彩 

盡管在過去的幾年裏機器視覺經曆了一些革命性的變化 ，但是彩色圖像處理領域仍然以相對較慢的速度在發展 ，其中一個主要的原因是用彩色解決一個機器視覺問題總是比等價的灰度圖像方案需要更多的成本和處理能力 。但是在最近幾年裏這種情況有所改觀 。

隨著視覺被應用於半導體 、醫藥 、紡織等各個行業 ，普通的灰度視覺係統已經無法滿足用戶的需求 。在一些應用中 ，必須使用彩色機器視覺功能 ，例如彩色模式匹配 、色譜分析 、印刷色彩檢測 、包裝盒識別等功能 。 

針對彩色視覺應用的需求 ，NI提供了軟硬件的解決方案 。硬件上 ，NI支持上千種來自不同廠商的攝像頭 ，能夠采集來自各種模擬攝像頭 ，1394攝像頭或者CameraLink攝像頭上傳來的彩色圖像 。同時NI對於圖像提供了強大的軟件支持 ，在VisionBuilderAI以及VDM中均包含多種彩色圖像處理函數 ，能夠直接基於原始的彩色圖像完成定位 ，模式匹配 ，彩色分割 ，色譜分析等功能 。 

康耐視公司近日也推出In-SightMicro產品係列的三款彩色視覺係統 。其中新型的In-Sight1403C是一款200萬像素（分辨率為1600×1200）的係統 ，能夠對多種彩色應用進行高分辨率檢查 。 

彩色視覺係統產品一直是淩華研發的方向 ，但是在淩華看來 ，彩色應用隻應用在彩色應用適合的場合 ，相比灰度的視覺係統不存在誰優誰劣的區別 ，隻是看誰更適合 。例如醫療行業 ，針對X-ray的影像分析 ，高位階的灰度圖像處理會是首選 ，而針對內窺鏡輔助病理分析 ，彩色圖像處理又成為必須的 。所以 ，彩色視覺係統 ，由於成像係統涉及相對複雜 、數據量（信息量）比較大 、圖像處理算法要求較高 ，在前幾年發展受到一定限製，沒有灰度分析的視覺係統成功應用多 ，而這幾年會在克服技術瓶頸後得到一個飛速的發展 。 

3D檢測應用需求增加 

以前用戶可能隻需要2D的效果 ，現在越來越多的用戶開始要求能夠實現3D的檢測效果 ，施克的3D視覺傳感器就是跟隨著用戶的需要而研發出來的 。RangerC產品係列采用相機連接技術與PC進行連接 ，這樣就簡化了集成過程並且提高了采集速率 。在3D模式下 ，RangerC每秒采集約30000幅圖片 ，每一張圖片包含1536個高質量三維坐標 ，相當於每秒4500萬個3D點 。 

基於嵌入式的產品將成為主流

早在幾年前 ，就有專家預測 ，基於嵌入式的產品將逐漸取代板卡式產品成為機器視覺產品的主流形式 。

近年來 ，機器視覺的發展主要集中在智能化和集成化兩個方麵 。一方麵 ，隨著硬件處理能力的不斷提高 ，工程師們得以采用更先進的視覺算法 ，解決複雜的視覺問題 。另一方麵 ，自動化應用的需求也逐漸引導著機器視覺係統從傳統的基於PC的板卡式產品向采集 、分析 、判斷一體化的嵌入式係統的方向發展 ，基於嵌入式的產品將逐漸取代板卡式產品 。嵌入式操作係統絕大部分是以C語言為基礎的 ，使用C高級語言進行嵌入式係統開發是一項帶有基礎性的工作 ，可以提高工作效率 ，縮短開發周期 ，更主要的是開發出的產品可靠性高 、可維護性好 、便於不斷完善和升級換代等 。

而在工業檢查機器中 ，用戶也更傾向於使用帶有實時操作係統的嵌入式設備 ，由於不需要單獨的IT部門支持 ，這使得實際操作具備更好的獨立性 、可靠性 。有專家指出智能相機以及高性能的嵌入式視覺處理係統在將來將占據視覺硬件市場的主要份額 。NI近日就發布了全新的嵌入式機器視覺係統 ，可幫助製造行業工程師和係統集成商在進行產品分類 、裝配驗證以及包裝檢查等應用時 ，快速建立高速實時機器視覺係統 。

軟件地位在提升

機器視覺有一個通俗的解釋 ，就是用機器來取代人眼進行測量和判斷 。隨著嵌入式處理器技術的發展，視覺處理硬件的處理能力日漸增強 ，同時也帶來了軟件地位的提升 。在圖像質量一定的條件下 ，處理軟件和圖像算法的好壞能夠直接決定判斷結構的正確與否 ，所以視覺軟件在整個係統中所處的地位是至關重要的 。

從機器視覺應用作為一個光機電一體的實際應用來看 ，成功與否的決定因素從來都是一個綜合實力的評估 。如今在機器視覺上的競爭焦點已經不再局限於硬件本身，而是更多的轉向與之搭配的軟件 。正是基於這個原因 ，除了繼續在運動控製和係統平台上進行投入外 ，淩華也漸漸開始了向係統整合方案供應商的角色轉變 。在圖像處理軟件方麵 ，從1998年就開始與比利時Euresys公司開始合作 ，目前已經積累了大量的客戶和成熟應用 。

NI也針對不同應用為工程師提供了相應的軟件平台 。針對精密設備製造 ，實驗室視覺處理等應用 ，NI提供了強大的視覺開發模塊VDM 。視覺開發模塊能夠支持在LabVIEW以及VC ，VB等多種平台下進行開發，內涵數百種強大的視覺工具 ，能夠實現精確測量 ，定位以及模式匹配等功能 ，適合專業視覺係統的開發人員 。針對工業生產線視覺應用 ，NI提供的是靈活易用的配置型軟件平台VisionBuilderAI 。VisionBuilderAI中同樣內置了上百種常見的視覺處理工具 ，用戶無需編程就能夠解決絕大多數的視覺應用 ，適合非專業的機器視覺終端用戶開發靈活的視覺應用 。

康耐視則推出了In-SightExplorer4.3版軟件並為EasyBuilder?配置環境提供了6種新型視覺工具和22個過濾器 。此外 ，還在In-Sight視覺係統中的大量通信功能中新增了對CC-link和MCProtocol兩項通信協議的支持 ，這兩項協議主要用於MitsubishiElectric的自動排序器 。

離不開的解決方案

機器視覺技術發展至今 ，一直與工業自動化密不可分 。機器視覺的軟硬件產品已逐漸成為生產製造各個階段的必要部分 ，這就對於係統的集成性提出了更高的要求 。工業自動化企業要求能夠與測試或控製係統協同工作的一體化工業自動化係統，而非獨立的視覺應用 。在當前 ，越來越多的企業對機器視覺提出了與現有生產線或者測試控製係統配合使用的要求 ，這就要求機器視覺廠商們不僅提供獨立的視覺產品 ，而是提供能夠與工業自動化係統集成的完整的解決方案 。

在製造型企業的生產線中 ，機器視覺係統不僅需要與現場的控製係統配合使用 ，同時還要考慮到與工廠信息係統的連接 。一般的視覺係統供應商往往僅提供視覺方麵的解決方案 ，而將它與工業自動化係統集成的問題留給了集成商或者終端用戶 。NI為工業自動化提供了一個統一的軟件環境以及多樣的模塊化的硬件平台 ，如可編程自動化控製器（PAC） ，工業觸摸屏以及基於確定性以太網的分布式I/O等 。用戶得以在LabVIEW這一專為工程師設計的圖形化開發平台上實現機器視覺 ，運動控製 ，人機界麵及數據采集等功能 。同時LabVIEW強大的兼容性也能夠保證係統無縫連接到遠程數據庫以及企業管理係統 ，以最小的代價構建一個完整的自動化平台 。

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