什么阻礙了視覺的發(fā)展？

事實上，機器視覺本身是一個非常為眾多廠商所看好的領(lǐng)域，因為，視覺能夠提供更為豐富的制造現(xiàn)場信息，通過編碼識別、文字識別、圖像分析（區(qū)域、灰度、中心點等）、匹配、測量等能夠在制造現(xiàn)場實現(xiàn)校準、排列、檢測、讀取、對比、定位等多種應用，尤其是在3C制造、汽車、包裝、制藥等制造現(xiàn)場。

影響視覺發(fā)展有眾多因素，價格高昂是一方面，因為，相對而言，視覺系統(tǒng)對于圖像采集、成像、處理的要求比較高，因此，對處理芯片、光學器件都是非常高的，而另一方面，也是由于這個領(lǐng)域也相對比較專業(yè)，與傳統(tǒng)的自動化相比對人的專業(yè)性要求較高，因此，在很多制造現(xiàn)場并未獲得大規(guī)模的應用。

然而，隨著智能手機、通信等產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，制造視覺這類產(chǎn)品的器件、FPGA芯片的大規(guī)模采用，其本身成本也在不斷下降，這使得機器視覺本身也不斷擁有了經(jīng)濟性，成為了在工業(yè)領(lǐng)域最快成長的一個傳感器方向。

全新集成視覺-站在全局的視野

貝加萊，作為一個自動化廠商，也將視覺納入其整個控制系統(tǒng)架構(gòu)，借助于在自動化領(lǐng)域本身的強大應用支撐，其一開始就瞄準了解決現(xiàn)有視覺系統(tǒng)的痛點、并結(jié)合自身與機器控制緊密結(jié)合的軟硬件，構(gòu)建了集成視覺方案，相對于傳統(tǒng)視覺獨立的方案結(jié)構(gòu)，這一架構(gòu)更為符合產(chǎn)線本身的需求，因為，它將帶來諸多原有架構(gòu)所不能提供的便利。

傳統(tǒng)的視覺系統(tǒng)因為在原有的硬件、通信、軟件架構(gòu)下的投資沉淀，使得其改變變得高昂的成本，并且，也已形成的習慣也使得改變變得困難，而作為以“整體“架構(gòu)的自動化廠商視覺，看待機器視覺的應用，更為全局，并能夠兼顧與已有自動化系統(tǒng)的融合能力，使得視覺成為系統(tǒng)“有機的構(gòu)成”。

1．同步性概念

在視覺檢測應用中，有幾個重要的同步點需要關(guān)注：

（1）照明與成像的同步問題

對于視覺而言，照明的良好設計構(gòu)成了視覺應用70%的成功權(quán)重，它為被檢測對象提供了最大的信噪比（Singal/Noise）、讓圖像更為突出而降低無關(guān)部分的影像。

針對不同的視覺采樣而言，LED照明的時間與相機的曝光時間必須最佳的同步，這會影響成像質(zhì)量，對于高速運動的被測對象，較長時間的曝光會帶來模糊，因此照明強度、頻閃、顏色必須與相機進行良好的同步，而這對于集成的視覺來說就變得容易，由于由同一控制器控制，照明的LED強度、頻閃和相機的對焦、曝光、成像過程在極高速度下實現(xiàn)同步，這是傳統(tǒng)的分立廠商構(gòu)成的視覺系統(tǒng)所無法完成的。

（2）視覺系統(tǒng)與自動化系統(tǒng)的同步問題

當我們檢測到一個產(chǎn)品組件的邊緣、中心時候，我們需要將這些信息發(fā)送給PLC、機器人的控制端，目前很多都是通過RS232、EtherNet/IP等方式，顯然與現(xiàn)在實時以太網(wǎng)的μS級同步無法相比，而另一方面，即使采用了總線也往往會需要多個網(wǎng)絡配置，而貝加萊自身的控制、運動控制、I/O都是在POWERLINK架構(gòu)下實現(xiàn)同步，通過百μS級的同步，使得系統(tǒng)更高精度、更高速度。

圖2-集成視覺使得視覺與機器工藝、控制相結(jié)合

2．集成降低工程成本

這個對于現(xiàn)場集成應用的開發(fā)者非常便利，因為，在過去，你必須能夠了解各種鏡頭、相機、控制器、照明、通信接口，你必須掌握這些信息，并構(gòu)建一個視覺應用場景。

但是，就像在圖3中你所看到的，這個機器視覺提供了光學鏡頭、相機、照明、控制、通信的硬件集成，對于用戶來說，它僅需使用一個產(chǎn)品就可以去構(gòu)建一個視覺應用，而不是分別去采購一個鏡頭、相機、光源、接口模塊等，或者它必須在這些并不能最佳匹配的產(chǎn)品間犧牲掉部分性能或功能（因為，系統(tǒng)的能力由最短的板決定），而集成視覺都是按照最優(yōu)的架構(gòu)來匹配。

圖3-鏡頭、相機、軟件一體化集成視覺系統(tǒng)

因此，集成視覺在產(chǎn)品上，它是一個最優(yōu)組合，并且以大幅降低工程時間與成本的消耗為目的。

3．整體采購成本的降低

當這個視覺與貝加萊的機器控制器如PanelPC2000、X20PLC集成在一起的時候，如圖4所示，你還會發(fā)現(xiàn)，在整個工程集成中，你只需要一個工業(yè)控制器即可，而無需像原來的分立架構(gòu)中，你需要PLC并需要一臺專門處理視覺的PC，并且他們之間無法很好的通信，還需要配置專用的通信模塊。

圖4-視覺與控制系統(tǒng)無縫集成

當這個產(chǎn)線越多的視覺被集成，這個成本的分攤將會使得整體的工程成本更低。

集成視覺的靈活性

再次強調(diào)，照明對于視覺應用成功至關(guān)重要，而貝加萊的集成視覺系統(tǒng)提供了非常靈活的光源照明管理，包括背景光、光帶的模塊化設計，可以-40°..+90°電動旋轉(zhuǎn)，并且內(nèi)置了閃光控制器、支持多種顏色、大功率的快速響應LED，這些都可以根據(jù)現(xiàn)場應用進行配置，包括實時修改曝光時間長度、角度、顏色等，這讓應用變得非常靈活。

圖5-智能光源的集成

因此，集成視覺是作為機器視覺應用的一個重要的發(fā)展方向，未來將緊密的與機器人、工藝裝備緊密融合，并且，在OPCUA的新規(guī)范中，機器人、視覺將會實現(xiàn)統(tǒng)一的語義互操作。

統(tǒng)一的出廠標定

傳統(tǒng)的分立構(gòu)成的視覺系統(tǒng)往往鏡頭、相機、光源來自于不同的廠商，因此，在應用中需要針對各家的實際參數(shù)進行標定，在更換了鏡頭等仍需再次標定，這些標定本身需要一定的專業(yè)性，且對于經(jīng)常性的調(diào)整應用而言耗費時間，而貝加萊的集成視覺則在出廠時對CMOS器件與機械安裝公差、不同LED光強等進行了統(tǒng)一標定，這使得其具有品質(zhì)的一致性，減少了批量化生產(chǎn)及維護更新所需時間。

綜上所述，采用集成視覺系統(tǒng)，提高了同步性、靈活的應用組織，并且能夠獲得集成所提供的最大的便利以及最佳性價比，貝加萊的集成視覺正是這樣的技術(shù)領(lǐng)導者。

關(guān)于貝加萊

貝加萊是一個總部位于奧地利并擁有遍布全球分支機構(gòu)的創(chuàng)新驅(qū)動型自動化企業(yè)，2017年7月，貝加萊成為ABB集團全球機器與工廠自動化業(yè)務單元。作為全球工業(yè)自動化領(lǐng)域的領(lǐng)導者，貝加萊融合了前沿技術(shù)與先進的工程能力，為各個產(chǎn)業(yè)客戶提供機器與工廠自動化、運動控制、HMI以及集成安全技術(shù)的完整解決方案。通過工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)通信標準如OPCUA、POWERLINK和openSAFETY以及貝加萊強大的AutomationStudio軟件開發(fā)環(huán)境，貝加萊不斷重新定義自動化工程的未來。貝加萊保持持續(xù)的創(chuàng)新精神，為客戶提供更為簡化以及超出預期的工業(yè)自動化領(lǐng)域前沿技術(shù)與方案。

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