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嵌入式视觉冠军设计灵活性,易用性

2017年5月17日发布

作者:温·哈丁,特约编辑

称之为机器视觉的三要素。许多行业的客户都希望视觉系统更小、更便宜、更强大/更快。Embedded vision通过小型摄像机和特定于应用程序的处理来响应这一号召,从而形成了一个紧凑的系统,该系统处理能力强,但单位成本和能耗低。

“嵌入式视觉将强大的计算机视觉从工业应用扩展到工厂以外的领域,在这些领域中,小型处理器比经典PC更适合使用,”苹果公司高级咨询工程师兼市场分析师Matthew Breit表示巴斯勒公司。(宾夕法尼亚州埃克斯顿)。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。

Breit说:“今天,如果有人在建造嵌入式视觉系统,他们只会购买图像传感器,并让他们的工程团队设计支持电子设备和固件。”

这个过程可能是耗时的,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,例如照顾摄像头本身的整个图像传感器集成。”

Basler dart board水平摄像机的尺寸为27毫米x 27毫米,重量为15克,旨在使各种嵌入式视觉系统成为可能。摄像头提供两个接口:USB 3.0和BCON,这是Basler基于LVDS(低压差分信号)的专有接口。

Breit说:“除了传感器集成,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,而不需要像USB 3.0或千兆以太网那样的pc风格接口。”“结果是,设计师无需处理原始传感器,而可以集成一个完整的摄像头模块,就像他们可以与任何其他电子设备做的那样。这意味着用比以前少得多的努力增加视野。”

从今年秋季开始,Basler将提供一个扩展模块,允许用户通过MIPI/CSI-2摄像头接口操作dart,这是嵌入式系统最常见的接口。

省道用于广泛的应用,包括自动车牌读数。“我们也看到手持医疗设备的需求增加了,”Breit说。“相比坐在一个大噪音的机器里,病人坐在医生旁边用手持扫描仪要容易得多。”

此外,嵌入式vision为曾经看似无法实现的应用打开了大门。“这些年来,我们都遇到过‘梦境’应用,无论是冰箱里的相机,还是假眼的想法。但现在,其中一些梦境越来越接近现实。当然,‘仿生眼睛’仍在发展中,但今天你可以买到冰箱。”

开发人员的中心

嵌入式系统设计师依赖多家供应商来开发嵌入式视觉系统,但Basler Inc.发现了该团队中的一个关键差距。Basler的Matthew Breit说:“无论你谈论的是镜头还是图像处理算法,在线上都有数百个关于个人主题和工具的论坛,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。”。

因此,Basler采取了主动,推出了该网站ImagingHub.com. 布雷特称不可知论的网络平台是一个没有商店的一站式商店。布雷特说:“该网站专为嵌入式工程师设计,他们可以在这里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,并在论坛上提问。”。

该网站已上线近一年,每月接待10000名访问者。布雷特说:“我们认为这将有助于使嵌入式视觉系统比目前更容易实现。”。

他引用了交互式数字看板的前景。布雷特说:“当一家公司为公共汽车站的广告空间付费时,他们通常会贴一张海报,这就结束了。”。“但是,想象一下,当人们在等待的时候,真正吸引他们的潜力。”

在这种情况下,摄像机将识别谁在看广告,并测量他们的反应。即使在几年前,这样的应用程序也需要PC、电缆和照明。布雷特说:“但是现在,由于处理器的性能已经提高,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牌。”。

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,泰勒达尔萨酒店(安大略省滑铁卢)强调灵活性、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安装了Teledyne DALSA的Genie Nano GigE Vision CMOS区域扫描相机,为客户提供了两个应用软件套件的选择:基于向导的iNspect适用于需要轻松设置的用户,Sherlock适用于需要灵活创建图形应用程序的最终用户。

同时,BOA聚光视觉传感器将Teledyne DALSA的BOA视觉系统与集成LED照明、镜头盖和软件相结合。由此产生的系统成本低,安装速度快,易于与工厂设备集成。通过一个简单的点击界面,BOA Spot的嵌入式视觉工具可以实现自动检查和识别应用。

Teledyne DALSA智能产品部门软件程序经理Bruno Menard说:“条形码读取是我们最畅销的产品之一,我们有一个改进版,可以在BOA Spot上运行。”。“它更快、更健壮,并且具有较高的读取率。”

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非致冷长波红外(LWIR)相机,其尺寸为29毫米乘29毫米。虽然Calibir支持GigE Vision输出,但希望拥有模拟或USB3 Vision等不同接口的客户可以使用Teledyne的引擎作为前端架构,并插入自己的后端。

除了传统的机器视觉应用之外,Calibir还被用于需要较小外形尺寸的户外应用,包括配备红外摄像机的无人机对太阳能电池板进行检查,以及将摄像机安装在火器上的狩猎夜视。

Teledyne正在向客户展示嵌入式vision在其成像可能性中心Menard说:“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,可能从远程家庭监控开始。”

深入学习
虽然许多嵌入式视觉装置都是在工厂外安装的,但这项技术在一些制造业应用中取得了长足的进步,其中包括机器人技术。作为2D和3D应用中的交钥匙机器视觉集成器,集成技术(北卡罗莱纳州索尔兹伯里市)集成了嵌入式工业视觉,该视觉充当机器人的眼睛,执行诸如拾取和放置、装载和卸载以及基于视觉的质量检查等任务。

Integro Technologies销售工程师斯科特•霍尔伯特(Scott Holbert)表示:“机器人视觉的嵌入程度不及无人驾驶汽车,但它与许多相同的软件工具具有相同的目的,可以极大地增强自动化能力。”

霍尔伯特还看到了另一种可能加强工业检验的趋势:深度学习。“计算机正在使用越来越智能的算法和界面来识别它正在看的东西,”霍尔伯特说。“机器视觉和嵌入式视觉系统不像传统计算机那样被编程,而是通过实例学习,并随着时间的推移提高准确性。”

与传统机器学习依赖人工特征提取不同,机器深度学习和嵌入式视觉直接从图像中学习特征。霍尔伯特说:“无论何时,当你让一个人根据他们所看到的做出决定时,它会让你面对很多变数。”“我们有比人眼看得更清楚的摄像机,做出决定非常迅速的计算机,以及继续学习并在某些任务上胜过人类的系统。”

随着摄像头在不牺牲电源的情况下不断缩小尺寸和成本,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创造性和独特的解决方案。“这对我来说是最令人兴奋的方面,”Basler的Breit说。“想象一下,如果你把最好的画笔和颜料放在这些艺术家的手中。我们会看到什么杰作呢?”

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