嵌入式技术辅助机器视觉强大、灵活

控制工程中国:在机器视觉系统中使用嵌入式技术,使得软硬件配置更加灵活,开发环境和编程更加通用,大大提高了生产灵活性。标准是有帮助的。

通过石史 2017年2月10日

经过多年先进嵌入式技术的积累发展,机器视觉正处于黄金发展期;嵌入式技术的广泛使用继续简化编程并增加灵活性。机器视觉成本降低,性能提高,应用增加。就像无线网络普及带来的变革一样,机器视觉软硬件产品将成为制造业的标配。

美国调查和咨询公司透明市场研究预计,全球机器视觉技术市场将从2014年的157亿美元(约1040亿元人民币)增长到2021年的285亿美元(约1890亿元人民币),复合平均年增长率为8.4%。机器视觉系统在工厂自动化、装配定位、质量检测、产品识别、尺寸测量等应用中是不可或缺的。高速生产线上,人眼无法满足高精度的要求。

机器视觉成本,特点

机器视觉成本如何随着能力的增加而持续下降?嵌入式机器视觉系统作为越来越多应用的良好选择,需要微处理器。自20世纪90年代以来,微处理器和半导体技术随着机器视觉技术得到了螺旋式的改进。微处理器和半导体技术是机器视觉的诞生地。在欧美,大量的图像技术被应用。后来,它们慢慢演变成今天使用的机器视觉技术。机器视觉在欧洲和美国得到广泛应用,特别是在半导体和电子行业。目前,微处理器的性能变得更强,功耗大大降低,尺寸更紧凑,价格普遍没有提高。

以2016年2月上市的微处理器树莓派3为例。搭载64位1.2GHz四核芯片和1GB内存,与树莓派2相比性能提升了50%,而其价格仍为35美元(约232元人民币),与树莓派B型4年前首次发布时的价格相同。随着大量高性能、低功耗的紧凑型微处理器应用于嵌入式视觉系统,单项成本有望再降低一半。

视觉整合挑战

当机器视觉系统集成在通用计算机上时,对技术人员提出了很高的要求,因为集成涉及到多种技术,包括照明、成像、图像数字化、图像处理算法、软件、硬件等。嵌入式机器视觉系统的使用使得软硬件配置更加灵活,开发环境和编程更加通用。嵌入式机器视觉简化了大规模生产和生产线扩展,极大地提高了生产灵活性,并能够更快地响应连接到支持视觉的工厂地面系统的企业系统的一般需求。

有用的机器视觉标准

全球机器视觉相关标准的相继发布,加快了机器视觉进入嵌入式系统的进程。去年6月,中国机器视觉产业联盟(CMVU)加入G3标准,成为G3标准的第15个单位成员。其他成员包括友邦保险欧洲机器视觉协会日本工业成像协会(JIIA)和VDMA (Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau,机械工程工业协会)。

“全球机器视觉接口标准”手册的制定和“G3标准化倡议”协议的签署将缩短开发周期,降低投资成本,并加快产品进入市场的速度。

使机器视觉适应工业4.0和未来工厂生产,VDMA机器视觉和OPC基金会开始制定“统一框架的机器视觉OPC支持标准”,目的是将机器视觉系统直接集成到生产控制和IT系统中,并最大限度地提高效率。

工业4.0涉及到生产技术和信息技术的连接,而机器视觉是为工业4.0提供信息的最重要的支撑技术之一。嵌入式系统将在未来的机器视觉系统中扮演更多的角色,包括更紧凑的产品设计,以及满足更广泛的图像处理应用。此外,与基于pc的独立系统相比,它更容易与工厂流程集成。

石史是执行总编,控制工程中国;由CFE Media内容经理马克·t·霍斯克编辑,控制工程mhoske@cfemedia.com

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关键概念

  • 嵌入式系统技术有助于机器视觉。
  • 标准组织对于机器视觉是合作的。
  • 嵌入式视觉技术进一步促进了工业4.0的连接。

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