嵌入式视觉强调设计的灵活性、易用性

我们称之为机器视觉的三件套。各行各业的客户都想要更小、更便宜、更强大/更快的视觉系统。嵌入式视觉响应了小型摄像头和特定应用处理的需求，从而形成了一个紧凑的系统，处理能力强，但单位成本和能耗低。

Basler公司高级咨询工程师和市场分析师Matthew Breit表示:“嵌入式视觉将健壮的计算机视觉从工业应用扩展到工厂以外的领域，在这些领域，较小的处理器比传统pc更适合。”应用实例包括便携式医疗设备、移动机器人和护照亭。

为了实现这些应用，嵌入式视觉组件制造商正在为嵌入式系统设计者或集成商提供灵活性和必要的资源。

布雷特说:“今天，如果有人正在构建一个嵌入式视觉系统，他们只会购买图像传感器，并让他们的工程团队设计支持的电子设备和固件。”

这个过程可能很耗时，可能需要几周、几个月，甚至更长时间，这取决于项目的需求。Breit说:“我们的工作是了解嵌入式设计师的情况，并找到让他们的生活更轻松的方法，例如在相机内部处理整个图像传感器集成。”

Basler镖板级相机，尺寸为27 x 27毫米，重15克，旨在使广泛的嵌入式视觉系统成为可能。该摄像头提供两种接口:USB 3.0和BCON, Basler基于LVDS(低压差分信号)的专有接口。

Breit表示:“除了进行传感器集成外，BCON还允许嵌入式系统设计师以非常直接的方式访问摄像头，而无需使用USB 3.0或千兆以太网等pc风格的接口。”“结果是，设计师无需处理原始传感器，而是可以集成一个完整的相机模块，就像他们与任何其他电子设备一样。这意味着用比以前少得多的努力来增加视野。”

省道的设计适用于广泛的应用，包括自动读取车牌。布雷特说:“我们也看到了对手持医疗设备的更大需求。”“对病人来说，坐在手持扫描仪的医生旁边比坐在嘈杂的大型机器里要容易得多。”

此外，嵌入式视觉为曾经看似不可实现的应用打开了大门。“多年来，我们都遇到过‘梦想’的应用，无论是冰箱里的相机，还是假眼球的想法。但现在，其中一些梦想正越来越接近成为现实。当然，‘仿生眼睛’还在发展中，但你现在就可以买到冰箱了。”

他提到了交互式数字标牌的前景。布雷特说:“当一家公司在公交车站支付广告位费用时，他们通常只是张贴海报，仅此而已。”“但想象一下，在他们等待的时候，真正吸引他们的潜力。”

在这种情况下，摄像头将识别谁在看广告，并评估他们的反应。即使在几年前，这样的应用程序也需要一台PC、电缆和照明设备。布雷特说:“但现在，由于处理器的性能提高了，所有东西的尺寸和成本都变小了，我们今天在购物中心看到了这样的标识。”

弯曲嵌入的肌肉

对于其开发的嵌入式视觉系统和智能摄像头，Teledyne Dalsa强调了灵活性、易用性和占地面积小。GEVA 3000嵌入式视觉系统为恶劣工业环境中的检测任务提供了标准PC系统的替代方案。GEVA采用Teledyne Dalsa的Genie Nano GigE Vision CMOS区域扫描相机，为客户提供了两种应用软件套件的选择:基于向导的iNspect适合需要简单设置的用户，而Sherlock则适合需要灵活创建图形应用程序的最终用户。

同时，BOA Spot视觉传感器将Teledyne Dalsa的BOA视觉系统与集成的LED照明、镜头盖和软件相结合。由此产生的系统成本低，安装快速，易于与工厂车间的设备集成。通过简单的点击界面，BOA Spot的嵌入式视觉工具可以实现自动化检查和识别应用程序。

Teledyne Dalsa智能产品部门的软件项目经理Bruno Menard说:“条形码读取是我们最畅销的产品之一，我们有一个在BOA Spot上运行的改进版本。”“它更快、更健壮，读取速率也更高。”

使用红外成像的嵌入式视觉系统的部署也在增加，无论是在狭小的工业空间还是在无人侦察机上进行检查。作为回应，Teledyne Dalsa推出了Calibir非冷却长波红外(LWIR)摄像机，尺寸为29 × 29毫米。虽然Calibir支持GigE Vision输出，但想要拥有不同接口(如模拟或USB3 Vision)的客户可以使用Teledyne的Engine作为前端架构，并插入自己的后端。

除了传统的机器视觉应用外，Calibir还被用于需要小尺寸的户外应用，包括由配备红外摄像头的无人机检查太阳能电池板，以及将摄像头安装在火器上的夜视狩猎。

Teledyne正在其成像可能性中心向客户展示嵌入式视觉所提供的机会。梅纳德表示:“智能相机与物联网(IoT)相结合，将带来许多可能性。“对于房主来说，可能会从远程家庭监控开始。”

开发人员的中心

嵌入式系统设计人员依赖于多个供应商来开发嵌入式视觉系统，但Basler公司发现了这个群体中的一个关键差距。Breit说:“无论你是在谈论镜头还是图像处理算法，网上有数百个关于单个主题和工具的论坛，但我们没有看到一个地方将整个嵌入式视觉社区聚集在一起。”

Basler主动发起了这个网站ImagingHub.com．布雷特把这个不可知论的网络平台称为没有实体店的一站式商店。布雷特说:“这个网站是为嵌入式工程师专门设计的，可以这么说，他们可以看到所有提供组件的不同公司，找到社区发布的项目示例，或者开始自己的项目，并在论坛上提出问题。”

该网站已上线近一年，每月访客达1万人次。布雷特说:“我们认为这将有助于使嵌入式视觉比目前更容易、更容易使用。”

深入深度学习

虽然许多嵌入式视觉安装都是在工厂外进行的，但该技术正在一些制造业应用中取得进展，其中关键是机器人技术。作为2d和3d应用领域的交钥匙机器视觉集合商，Integro Technologies集成了嵌入式工业视觉，作为机器人的眼睛，完成拾取和放置、装卸以及基于视觉的质量检测等任务。

Integro Technologies的销售工程师斯科特•霍尔伯特(Scott Holbert)表示:“机器人安装的视觉不像无人驾驶汽车那样嵌入，但它使用许多相同的软件工具来实现相同的目的，可以极大地增强自动化能力。”

霍尔伯特看到了另一个可以加强工业检测的趋势:深度学习。霍尔伯特说:“计算机正在使用越来越智能的算法和接口来识别它所看到的东西。”“机器视觉和嵌入式视觉系统不像传统计算机那样被编程，它们正在通过实例学习，并随着时间的推移提高准确性。”

与依赖人工特征提取的传统机器学习不同，机器和嵌入式视觉中的深度学习直接从图像中学习特征。霍尔伯特说:“每当你让一个人根据他们所看到的做出决定时，你就会面临很多变数。”“我们有比人眼看得更好的摄像头，有快速决策的计算机，还有持续学习并在某些任务上胜过人类的系统。”

随着摄像头在尺寸和成本上不断缩小，同时又不牺牲功耗，嵌入式视觉联盟预计“嵌入式视觉技术将迅速扩散到多种系统中”。由于规模经济，汽车、医疗和零售行业将继续推动嵌入式视觉的发展。

嵌入式视觉的潜力是巨大的，随着时间的推移，嵌入式设计师将开发出创造性和独特的解决方案。布雷特说:“这对我来说是最令人兴奋的方面。“想象一下，如果你把最好的画笔和颜料放在这些艺术家手中。我们会看到什么样的杰作?”

韦恩哈丁是特约编辑，友邦保险．这篇文章最初出现在AIA网站上．友邦保险是先进自动化协会(A3)．A3是CFE Media的内容合作伙伴。由制作编辑克里斯·瓦夫拉编辑，控制工程， CFE传媒，cvavra@cfemedia.com．

在线额外

参见A3的其他故事，链接如下。

原始内容可以在www.visiononline.org．

您是否具有本内容中提到的主题的经验和专业知识?你应该考虑为我们的CFE媒体编辑团队做出贡献，并获得你和你的公司应得的认可。点击在这里开始这个过程。