【編者按】機(jī)器視覺在智能工廠中扮演著重要的角色樊销，可以有效增加產(chǎn)能饵蒂、提升產(chǎn)品合格率声诸。在選擇小型機(jī)器視覺系統(tǒng)時(shí)，傳統(tǒng)工業(yè)智能相機(jī)的優(yōu)勢是體積小退盯、集成度高彼乌、便于開發(fā)使用;嵌入式機(jī)器視覺系統(tǒng)的優(yōu)勢則在于配置相當(dāng)彈性，可配備較高等級的CPU處理器渊迁，支持多通道相機(jī)慰照，以及具備高擴(kuò)展性。是否有更新型態(tài)的小型機(jī)器視覺系統(tǒng)琉朽，可以兼具兩者的優(yōu)點(diǎn)毒租，同時(shí)具備降低成本，滿足需求越來越嚴(yán)苛與快速的視覺應(yīng)用考驗(yàn)?

智能工廠對機(jī)器視覺的需求

性能與處理能力箱叁。如何提升產(chǎn)能凳渗，系統(tǒng)性能與處理能力(throughput)扮演著關(guān)鍵的角色。就一般機(jī)器視覺系統(tǒng)而言裹依，高分辨率與高幀率(每秒顯示幀數(shù))就像魚與熊掌一樣呢呕，不可兼得。在一般實(shí)際的應(yīng)用中帐捺，通常是高分辨率但低幀率或低分辨率但高幀率的應(yīng)用組合框碾。如果想要兩者兼得，惟一的出路就是使用高端CPU處理器來補(bǔ)足分辨率與幀率加乘出來的結(jié)果赫捕。如何以合理的成本馋首，取得最佳的處理性能，是系統(tǒng)開發(fā)人員所關(guān)心的。

產(chǎn)線環(huán)境鳞皂。工廠的環(huán)境通常是較為惡劣的壶碴，例如在飲料生產(chǎn)包裝的產(chǎn)線，系統(tǒng)可能會直接接觸到液體协熙。而在工具機(jī)加工的環(huán)境中审拉，則是充滿切削工件的惡劣環(huán)境。如果機(jī)器視覺系統(tǒng)必須就近配置在嚴(yán)苛的產(chǎn)線環(huán)境中饲窿，那么選擇具備防水、防塵能力的產(chǎn)品才能達(dá)到該需求焕蹄。

多組生產(chǎn)工作站逾雄。在工廠環(huán)境中，一個(gè)成品的上市腻脏，從組件的制造鸦泳、半成品的取放、質(zhì)量的檢驗(yàn)到出貨的包裝永品，必須要經(jīng)過層層不同的工作站做鹰。舉例來說，CNC機(jī)臺負(fù)責(zé)組件的車削加工鼎姐，通過工業(yè)機(jī)器人的取件钾麸，通過工業(yè)相機(jī)讓工件定位后，才開始進(jìn)行工件的切割;完成后進(jìn)入到檢測的站臺炕桨，進(jìn)行缺陷檢測;過關(guān)的成品在包裝區(qū)進(jìn)行出貨條形碼的掃讀饭尝。多組生產(chǎn)工作站之間，如何讓系統(tǒng)之間容易整合與溝通献宫，是工廠是否智能化的一大關(guān)鍵坏表。

軟件開發(fā)環(huán)境。軟件解決方案開發(fā)的難易度與整合度拭愁，是所有導(dǎo)入智能化系統(tǒng)的工程人員心中的一大擔(dān)憂幢堕，也往往是決定項(xiàng)目成敗的最重要因素。如何縮短開發(fā)時(shí)間侣娄，降低系統(tǒng)開發(fā)成本山乐，是重要的關(guān)鍵。

選擇小型機(jī)器視覺系統(tǒng)的決勝點(diǎn)

處理器計(jì)算性能览雁。傳統(tǒng)智能相機(jī)因?yàn)轶w積小峦拥，在有限的空間里，散熱能力會受到限制胜通，因而僅能搭載單核Atom處理器或ARM架構(gòu)的處理器歧坚，雖然其功耗較低，但因性能有限，故僅能完成單一任務(wù)的圖像分析處理沛药，如計(jì)數(shù)苍煎、掃描條形碼等。隨著Intel AtomTM E3840處理器系列的發(fā)布柬焕，相比前一代處理器系列提升兩倍的處理性能审残，且同時(shí)還擁有低功耗的優(yōu)勢。這意味著小體積也能帶來高性能斑举，多任務(wù)的圖像處理得以被實(shí)現(xiàn)搅轿。新一代的小型機(jī)器視覺系統(tǒng)可具備同時(shí)進(jìn)行尺寸測量、計(jì)數(shù)富玷、定位璧坟、二維碼讀取等多任務(wù)處理的能力，從持有成本來看赎懦，具備一臺抵多臺的能力雀鹃。

圖像傳感器與圖像質(zhì)量的優(yōu)劣。圖像傳感器是機(jī)器視覺系統(tǒng)的靈魂励两，傳感器的尺寸直接代表著圖像的質(zhì)量黎茎。在過去，智能相機(jī)的應(yīng)用定義在初級的圖像檢測上当悔，傳感器的尺寸與圖像質(zhì)量的優(yōu)劣傅瞻，并不容易被凸顯。然而如果要將機(jī)器視覺應(yīng)用在高端高速的檢測應(yīng)用上曲苛，那么傳感器的尺寸舍娜，就成為選擇系統(tǒng)時(shí)，必須要考慮的要點(diǎn)岖习。

卷簾快門(Rolling shutter)與全局快門(Global shutter)的比較谨敏。卷簾快門與全局快門的不同在于畫面曝光的時(shí)間差。卷簾快門是通過電子信號告訴感光組件创撼，依序曝光考皂，直到整個(gè)畫面曝光完成。而全局快門是在曝光時(shí)曼中，“同時(shí)” 曝光整個(gè)畫面遗酷。隨著系統(tǒng)處理性能的提升，系統(tǒng)性能將不再是瓶頸肯绅，若有高速移動對象的檢測的需求笛驴，采用全局快門傳感器能采集到無殘影的，正確的圖像芽接。

協(xié)處理器饵逐。在機(jī)器視覺圖像采集與分析的過程中括眠，圖像質(zhì)量占了重要的關(guān)鍵。如果可以在圖像進(jìn)入分析之前倍权，就對采集的圖像進(jìn)行質(zhì)量優(yōu)化掷豺，可確保圖像分析的正確。在過去的應(yīng)用中薄声，圖像數(shù)據(jù)采集到系統(tǒng)后当船，必須通過系統(tǒng)處理器進(jìn)行計(jì)算與圖像質(zhì)量優(yōu)化，因?yàn)槭芟抻贑PU計(jì)算資源默辨，能夠處理的圖像數(shù)據(jù)量也會受到限制德频。然而，若能通過FPGA的支持缩幸，將圖像的矩陣計(jì)算抱婉，在進(jìn)到CPU計(jì)算之前，即做好過濾以及優(yōu)化的處理桌粉，可以大幅加速圖像處理的性能，降低CPU資源衙四，一方面可以把系統(tǒng)資源留給機(jī)器視覺系統(tǒng)的核心—圖像算法铃肯，另一方面可以更實(shí)時(shí)的處理大數(shù)據(jù)量的圖像，讓高速以及復(fù)雜的圖像處理與分析凹毛，得以被實(shí)現(xiàn)宦逃，預(yù)處理功能例如查找表(look up table)、感興趣區(qū)域(ROI 鸳岩，Region of Interest)柄哀，陰影校正(Shading Correction)等圖像質(zhì)量優(yōu)化功能。

GPU繪圖與多媒體圖像處理性能听番。新一代Intel AtomTM E3840處理器相比前一代Intel AtomTM D2550處理器系列計(jì)算性能提升六倍左右把丹，可通過Intel HD Graphics 4000技術(shù)，同時(shí)處理多通道的圖像壓縮傳輸核看。通過CPU與GPU性能的提升躯法，圖像檢測結(jié)果可以被記錄、存盤券豺，或者是提供原始資料進(jìn)行進(jìn)一步的對比與分析滚蚪，讓工廠的信息系統(tǒng)具備更智能的功能。

系統(tǒng)顯示性能读黑。在工廠環(huán)境中蛉幸，傳統(tǒng)智能相機(jī)僅能通過以太網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù)，以供中控端的監(jiān)控使用丛晦。若該機(jī)器視覺系統(tǒng)可支持VGA輸出接口奕纫，則該機(jī)器視覺系統(tǒng)可以同時(shí)通過VGA以及以太網(wǎng)絡(luò)端口輸出圖像，連接至HMI或產(chǎn)線端的屏幕，實(shí)時(shí)檢查結(jié)果若锁，發(fā)現(xiàn)問題搁骑，將可有效提升產(chǎn)線性能。

64位架構(gòu)又固。圖像分析軟件因?yàn)樾枰幚淼臄?shù)據(jù)量大仲器，市場上主流的應(yīng)用軟件多已經(jīng)支持64位。所以機(jī)器視覺系統(tǒng)的選擇仰冠，當(dāng)然也必須選擇支持64位的系統(tǒng)乏冀，才得以發(fā)揮該應(yīng)用最大的效益。

系統(tǒng)存儲容量 洋只。小型機(jī)器視覺系統(tǒng)的儲存容量的大小辆沦，代表的意義是使用者可以存儲更多的圖像辨識對比樣本，也可存儲檢測數(shù)據(jù)驮尘，或進(jìn)行備份丛滋。對于整體系統(tǒng)的穩(wěn)定性是非常有益的。

總體擁有成本的考慮温辉。系統(tǒng)購置的總體擁有成本技窝，并非僅考慮機(jī)器視覺系統(tǒng)本身的成本。使用者是聰明的亡铺，如何從總體擁有成本的角度協(xié)助客戶降低費(fèi)用叙冕，才是王道。

凌華科技推出的新一代x86智能相機(jī)打破了傳統(tǒng)智能相機(jī)與嵌入式機(jī)器視覺系統(tǒng)的框架厕猴，從性能鹉某、擴(kuò)展性、穩(wěn)定性盲外、開發(fā)成本與總體擁有成本上继躁，均具備跨界的優(yōu)勢，為現(xiàn)今高速高端的機(jī)器視覺與圖像分析系統(tǒng)應(yīng)用提供新選擇溯内。也為具備彈性開發(fā)能力的用戶與集成商酵逾，提供一個(gè)更具成本優(yōu)勢，以及加速進(jìn)入市場的新方案闷畸。

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