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工業控製領域裏機器視覺的作用是什麽

日期:2020-04-23 來源:币游国际

機器視覺長期以來用於工業自動化係統中,以通過取代傳統上的人工檢查來提高生產質量和產量。從拾取和放置、對象跟蹤到計量、缺陷檢測等應用,利用視覺數據可以通過提供簡單的通過失敗信息或閉環控製回路,來提高整個係統的性能。

視覺的使用並不僅僅在工業自動化領域;我們也看到了相機在日常生活中的大量應用,例如用於計算機、移動設備,特別是在汽車中。攝像頭僅僅是在幾年前才被引入到汽車中,但是現在汽車中已經配備了大量攝像頭,為駕駛員提供完整的360°車輛視圖。

但是談到機器視覺領域的最大技術進步,可能一直是處理能力。隨著處理器性能每兩年翻一番,以及對多核CPU、GPU和FPGA等並行處理技術的持續關注,視覺係統設計人員現在可以將高度複雜的算法應用於視覺數據,並創建更智能的係統。

工業控製領域裏機器視覺的作用是什麽

首先,因為可以使用相同的軟件開發視覺係統和運動係統,設計者不需要熟悉多種編程語言或環境,因此降低了開發複雜性。第二,消除了以太網網絡上的潛在性能瓶頸,因為現在數據僅在單個應用中的環路之間傳遞,而不是在物理層之間傳遞。

這使得整個係統的運行具有確定性,因為一切共享相同的過程。當將視覺直接引入控製回路中時,例如在視覺伺服應用中,這是特別有價值的。這裏,視覺係統在運動期間連續捕獲致動器和目標零件的圖像,直到運動完成。這些捕獲的圖像用於提供關於運動成功的反饋。有了這一反饋,設計人員可以提高現有自動化的精度和精密度,而無需升級到高性能運動硬件。

這種係統的一個很好的選擇是:使用將處理器和FPGA與I/O相結合的異構處理架構。已經有很多行業投資這種架構。不幸的是,雖然這種架構提供了很多性能和可擴展性,但是實現它的傳統方法需要專業知識,特別是在使用FPGA時。這為設計者帶來了巨大風險,並有可能導致使用該架構不切實際甚至不可能。然而,使用集成軟件,設計人員可以通過提取低級複雜性,並將所需的所有技術集成到單一開發環境中,來提高生產率,降低風險。

機器視覺是一項複雜的任務,需要大量的處理能力。隨著摩爾定律繼續增加處理元件(如CPU、GPU和FPGA)的性能,設計人員可以使用這些組件來開發高度複雜的算法。設計人員還可以使用此技術來提高設計中其他組件的設計性能,特別是在運動控製和I/O領域。

隨著所有這些子係統性能的提高,用於開發這些機器的傳統分布式架構將麵臨壓力。將這些任務整合到單個控製器中,運行在單個軟件環境下,消除了設計過程中的瓶頸,使設計人員可以專注於創新,而不必擔心實施問題。


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