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嵌入式视觉系统
嵌入式视觉系统的

益处不只在视觉方面

整合的视觉检查、运动控制、I/O和HMI，进一步简化设计，提高性能。

Machine
文/ Brandon Treece，NI公司高级产品营销经理 controller Other machines/
factory
automation

Motion Smart camera Local HMI
机器视觉长期以来用于工业自 络，该系统允许模块化设 controller
动化系统中，以通过取代传统上的人 计（见图 1）。
工检查来提高生产质量和产量。从拾 然而，随着系统性 Subsystem
Smart drive controller Intranet
取和放置、对象跟踪到计量、缺陷检 能的提高，采用这种以硬
测等应用，利用视觉数据可以通过提 件为中心的方法可能遇
图 1 ：智能子系统网
Robot
供简单的通过失败信息或闭环控制回 到困难，因为这些系统通 Smart drive controller 络，其设计为构成协
路，来提高整个系统的性能。 常采用时间关键和非时 作分布式控制系统。
该系统允许模块化设
视觉的使用并不仅仅在工业自动 间关键协议的混合来联接。通过各种 计，但采用这种以硬
化领域 ；我们也看到了相机在日常生 通信协议将这些不同的系统联接在一 Industrial 件为中心的方法可能
sensors
导致性能瓶颈。
活中的大量应用，例如用于计算机、 起，会导致延迟、确定性和吞吐量方
移动设备，特别是在汽车中。摄像头 面出现瓶颈。
Condition
仅仅是在几年前才被引入到汽车中， 例如，如果设计者试图利用这种 monitoring
但是现在汽车中已经配备了大量摄像 分布式架构开发应用，并且必须在视
头，以为驾驶员提供完整的 360°车 觉和运动系统之间保持紧密集成，例 幸运的是，有更好的方法为先进
辆视图。 如在视觉伺服中所需要的，那么可能 的机器和设备设计这些系统，这是一
但是谈到机器视觉领域的最大技 遇到由于缺乏处理能力而带来的主要 种简化复杂性、提高集成度、降低风
术进步，可能一直是处理能力。随着 性能挑战。此外，由于每个子系统都 险和缩短上市时间的方法。如果我们
处理器性能每两年翻一番，以及对多 具有自己的控制器，这实际上会降低 将思维从以硬件为中心转向以软件为
核 CPU、GPU 和 FPGA 等并行处理 处理效率。 中心的设计方法，结果会怎么样（见
技术的持续关注，视觉系统设计人员 最后，由于这种以硬件为中心的 图 2）？如果我们使用能用单一设计
现在可以将高度复杂的算法应用于视 分布式方法，设计人员不得不使用不 工具实现不同任务的编程工具，那么
觉数据，并创建更智能的系统。 同的设计工具来设计视觉系统中每个 设计人员就可以在他们的软件中反映
处理技术的发展带来了新机会， 子系统的特定视觉软件，以及用于运 机械系统的模块性。
而不仅仅是更智能或更强大的算法。 动系统的运动专用软件等。这对于规 这允许设计人员通过在单个强大
让我们看看为制造机器增加视觉功能 模较小的设计团队而言尤其具有挑战 的嵌入式系统（见图 3）中整合不同
的应用案例。这些系统传统上设计为 性，因为一个小团队甚至是一名工程 的自动化任务（包括视觉检查、运动
形成协作分布式系统的智能子系统网 师，需要负责设计中的许多部分。 控制、I/O 和 HMI）来简化控制系统

22 Mar/Apr 2017 视觉系统设计 Vision Systems Design China