機器視覺系統的全面進化

　　隨著現代電子芯片設計技術的快速發展，使得原本做不到的技術指標或是需要更多的圖像采集卡，工業相機以及更強大的工業計算機才能達成的任務，也都在這些年逐一被實現出來。但是中國需求者在測試精度與預測速度上的大幅度提升，導致檢測技術難度也大幅增加，加上客戶服務需求意識日趨強烈，所以廠家在相關技術服務、人力資源的投入上，必須大幅度增加才能夠滿足客戶的需求。

　　
　　凌華科技（中國）有限公司產品營銷總監 陳家佑表示，凌華科技可以為客戶提供整合的運動控制與機器視覺解決方案。

　　凌華科技（中國）有限公司產品營銷總監 陳家佑表示，基于PC_BASE X86 & ARM的架構在納米級別的生產制程大幅提升之后，讓處理器功耗、性能與擴展有了突破性的發展，所以可以輕易讓電子元器件濃縮與縮小集中在軟硬電路板上，發展出更多的應用，正因為如此，所以就需要更精密與更高性能的機器視覺系統來做質量的篩選與檢測，但這將不是智能相機可以滿足的，這也就是PC_BASE機器視覺的發展商機關鍵所在。

　　不同于智能相機的封閉系統，PC_BASE機器視覺本著基于PC_BASE架構再做延伸，可以輕松擴展出不同的接口與應用軟件，來結合與互聯網有關的應用軟件，在工廠本地端完成生產檢測之后就通過互聯網框架把效果與分析分享其特定對象，例如： 全球半導體代工龍頭臺灣臺積電（TSMC），該公司提供了一套很完整的生產平臺，該平臺可以通過互聯網機制方客戶端來時時關注客戶所下訂單、生產進度與相關生產數據分析，作為銷售與后續生產訂單的參考標準。

　　陳家佑指出，針對大面積檢測和多圖標條形碼在視覺識別與檢測上是PC_BASE機器視覺值得發展的方向。例如： PCB/FPD面板玻璃檢測，半導體/金屬激光打標應用，傳統的錫箔生產卷繞檢測以及現在炙手可熱的智能電表等，都是需要復雜的視覺運算檢測，這也是PC_BASE機器視覺關注發展的方向。

　　事實上，基于以上的應用概念，基于PC_BASE機器視覺可以擴展出更多的應用，例如：工廠門禁安全，國土環境水土安全監控，智能交通集成識別應用等，都是被擴散到整個社會生活層級的。

　　陳家佑表示，在中國的機器視覺應用市場中，凌華科技也投入了相當多的研發，技術，營銷推廣等資源，因此很明確地展現出成效、市場口碑與信任度。在PC_BASE機器視覺上也都是基于最擅長的X86架構來開發出更多屬于視覺檢測的應用軟硬件來滿足各種電子產業的技術需求。凌華科技可以為客戶提供整合的運動控制與機器視覺解決方案，即運動控制卡、圖像采集卡和工業計算平臺，為客戶提供“一站式”的購買體驗。

　　為機器視覺所困？NI為你解決后顧之憂

　　NI中國技術市場工程師 崔鵬表示，機器視覺作為工業自動化系統的重要組成之一，其技術與應用也隨著自動化行業的發展而日益成熟。具體體現在：圖像處理能力和速度不斷增強、光電器件性能的提高、各類標準的逐漸統一以及價格的相對降低。然而，隨著供應商和集成商不斷的把機器視覺應用推向各個領域，機器視覺這一相對獨立的功能如何無縫的融入各行業各類自動化裝備遇到了前所未有的挑戰。

　　
　　NI中國技術市場工程師 崔鵬表示，機器視覺作為工業自動化系統的重要組成之一，隨著供應商和集成商不斷的把機器視覺應用推向各個領域，機器視覺這一相對獨立的功能如何無縫的融入各行業各類自動化裝備遇到了前所未有的挑戰。

　　機器視覺應用主要可分為兩類：

　　一類是用于大規模或者高測試要求的生產線上，如包裝、印刷、分揀等，或者在野外、核電等不適合人員工作的環境中，利用機器視覺方式代替傳統人工測量或檢試，同時實現人工條件下無法達到的可靠性、精確度及自動化程度。

　　另一類應用是必須用到高性能、精密機器視覺組件的專業設備制造，典型代表是最早帶動整個機器視覺行業崛起的半導體制造設備。從上游晶圓加工制造的分類切割，到末端電路板印刷、貼片，這類設備都依賴于高精度的視覺測量以對運動部件進行導引與定位。例如，如果錫膏印刷工序存在定位偏差，且該問題直到芯片貼裝后的在線測試才被發現，那么返修的成本將會是原成本的100倍以上。

　　然而，在上述應用中，機器視覺功能很少作為孤立的系統，而是以整個自動化系統或者設備的有機組成部分之一出現，也往往在配合邏輯控制，運動控制，數據采集，通信網絡以及企業數據庫管理等其它功能時，才能真正發揮出其優勢。構建機器視覺系統，除了完成從光源調配到圖像處理軟件開發系列過程外，更是面臨著與上述種種復雜的自動化系統功能集成所帶來的挑戰。單一的視覺開發軟硬件方案，往往使得自動化系統整體的開發周期、成本和不確定性風險都要由制造方或者集成商來承擔。機器視覺與自動化系統集成的困難，很大程度上阻礙了其在相對保守的工業自動化領域的應用。

　　崔鵬指出，作為機器視覺和科學成像軟硬件工具領域的領導者，美國國家儀器在過去的20年里持續地為機器視覺應用提供高集成度的軟硬件解決方案。理想的圖形化系統設計環境 LabVIEW及其機器視覺系統已成為用戶開發機器視覺應用的理想選擇。利用其中機器視覺模塊包含的豐富分析與處理算法，用戶可以根據其具體需求定制開發或者簡單升級相應的視覺功能，更可以這種統一的圖像化開發方式實現對運動控制、可編程自動化控制器、數據采集等設備與功能的開發，以及與三方的PLC，工業設備和數據庫軟件的無縫連接，從而完成涵蓋機器視覺功能在內的自動化系統的開發與集成。

　　實際上，美國國家儀器為科學成像和機器視覺提供了完整的硬件套件，其中包括用于PC或PXI系統的插入式板卡、嵌入式機器視覺系統和智能相機。一套驅動程序：美國國家儀器機器視覺采集軟件支持Camera Link、GigE Vision、IEEE 1394、模擬和并行數字標準。這個軟件為從所有機器視覺硬件中采集提供了API，并且與NI LabVIEW、C、Visual Basic和Microsoft .NET兼容。

　　崔鵬強調，美國國家儀器的機器視覺應用方案主要包括質量和過程控制、半導體自動化測試、汽車和電子產品、智能化監控以及醫療成像等。工程師和科學家采用美國國家儀器視覺產品，將以更快的速度和更低的成本解決各類應用難題。

　　那么，機器視覺未來演進之路是怎樣的？

　　機器視覺應用正由起步時單純的圖像采集、處理分析、結果判斷輸出，發展成為自動化系統重要組件之一。從硬件體系架構來看，基于PC的機器視覺系統由于其開放性和靈活性，在提供強大的處理能力的同時，也較容易實現與其它功能的集成，但是PC的架構由于可靠性和體積等原因，并不能完全滿足工業應用的需求。另一種方式是嵌入式架構，使用簡單，可靠性高，但是功能相對單一，可集成度較差。

　　為解決這些矛盾，NI在其緊湊型的機器視覺系統中，通過集成LabVIEW實時模塊、FPGA技術，前所未有的實現了在同一嵌入式硬件平臺下完成I/O與通信協議的靈活定制以及運動，可同時采集、處理多路圖像信號，并保證系統的堅固性和可靠性，達到工業現場惡劣環境下的應用要求。得益于這種系統構架，制造商能夠更方便的將機器視覺功能引入到其生產線，降低了其設備制造的技術難度，符合機器視覺向著自動化系統一體化發展的趨勢。

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