机器视觉系统选型指南

I/O数 5 扩展性 4 3 2 处理能力 1 0 尺寸 易维护性
图像尺寸
功耗
• 外形尺寸
– 固态硬盘，无风扇设计
采集性能
温度范围
EVS
系统性能
环境与尺寸
• 处理性能
– Windows/实时操作系统 – DSP协处理器支持高性能算法 适合应用举例： 室外，高性能产线检测
EVS帮助”谷神”获得田地机器人赛冠军
I/O数 5 扩展性 4 3 2 处理能力 1 0 尺寸 易维护性
图像尺寸
功耗
采集性能
温度范围
• 环境尺寸要求
系统性能要求高
环境与尺寸要求高
PCI/PXI图像采集系统
• 最高性能
– 无处理器/存储器/内存限制(PC) – 高级定时/触发(PXI)
I/O数 5 扩展性 4 3 2 处理能力 1 0 尺寸 易维护性
现场可编程门阵列(FPGA)
• 可以直接定义功能的硅片电路 • 直接由硬件执行指令，更快，确定性更高 • 可以通过软件定义，灵活性高
基于FPGA优化机器视觉应用
• FPGA用于机器视觉的优势
– 硬件级的处理速度 – 与I/O的紧密集成
• 适合FPGA的视觉应用
– 大量重复的简单逻辑，如重采样，二值化处理 – 基于图像处理结果的实时闭环控制
支持FPGA处理功能的NI硬件
带FPGA的插槽 第三方图像采集模块
I.O与FPGA紧密相连 •基于FlexRIO的1483 Camera Link适配模块 •78xx R系列数采
CompactRIO Vision
用于可编程控制 器的视觉模块
统一平台下的多领域功能
CVS Host PC LabVIEW项目 触摸屏
图像尺寸
功耗 PXI/PCI PC
采集性能
温度范围
• 完备的图像采集卡
– 支持各类摄像头 模拟：标准/非标 数字：1394, GigE, 并行数字 Camera Link 适合应用举例： 科学图像研究/实验室
系统性能
环境与尺寸
嵌入式视觉系统(EVS)
• 摄像头支持
– Camera Link，IEEE 1394，Gig E
• 不适合FPGA的视觉应用
– 模式匹配、几何测量、条形码读取、OCR
基于FPGA优化机器视觉应用
• 激光定位系统
– 激光准直、接收束斑 – 质心测量、低延迟输出
• 实时路况监测
– 瞬时图像压缩、加密 – 过滤、降噪、特征突出
•
高速分拣系统
– 细节分割、污染物斑点分析
• 光学相干断层扫描
– 对数对照表计算 – 数据缩放
• 更高的相机采集和传输要求
– 高达2K~12K像素线扫描应用，大于16M像素的面扫描应用 – 日益提高的像素深度要求——10, 12, 14 bit，或彩色应用 – 日益增高的总线带宽——850 Mbytes/s on Camera Link
• 完全并行的图像处理算法要求 • 处理器与I/O的紧密集成，缩短延迟
采集性能
温度范围
CompactRIO
系统性能
环境与尺寸
NI机器视觉系统
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
CompactRIO Vision
用于可编程控制 器的视觉模块
视觉软件分类
视觉开发函数库 配置式开发软件 面向应用的软件
视觉开发模块
用于LabVIEW，CVI，.NET等环境
针对特定应用的 交钥匙解决方案
•可编程 •可扩展性强 •第三方算法
第三方设备，如PLC
智能相机 CompactRIO 运动控制系统
小结
• NI视觉硬件满足各种不同环境和性能的要求 • 可重用的软件助您快速升级系统
www.ni.com/vision
更多资源
www.ni.com/vision
紧凑型视觉系统(CVS)
• 摄像头支持
– 多达16个IEEE 1394摄像头 – 29个数字I/O直连触发信号
I/O数 5 扩展性 4 3 2 处理能力 1 0 尺寸 易维护性
图像尺寸
功耗
采集性能
温度范围
CVS
• 外形尺寸
– 紧凑，无风扇，固态存储器
系统性能
环境与尺寸
• 处理性能
– 实时操作系统 – 自带FPGA自定义信号连接 适合应用举例： 产线多通道低成本应用
智能相机
• 一体化设备
– 摄像头+图像采集+处理器+软件
I/O数 5 扩展性 4 3 2 处理能力 1 0 尺寸 易维护性
图像尺寸
功耗
• 外形尺寸
– 坚固小巧
采集性能
温度范围
智能相机
系统性能
环境与尺寸
• 处理性能
– 实时操作系统 – I/O可额外扩展
• 配置式开发灵活易用
适合应用举例： 产线单通道检测
机器视觉系统选型指南
议程
• 机器视觉可以做什么 • 机器视觉系统选型指南
– 硬件选型：尺寸与性能 – 软件选型：开发难度与算法 – 与时俱进——FPGA技术在图像处理中的使用
• 小结
机器视觉可以做什么？
手机键盘检测 水果品质检测
瓶口残缺度检查
医学超声研究
PCB板检测
人脸识别 灯管质量检测 工件分析 实验室研究
•无需编程经验
•快速开发 •无法利用第三方 算法
•无需开发
•易于操作 •无法扩展功能
VDM——视觉开发模块
• 支持多种开发环境
– LabVIEW – Microsoft C++、Visual Basic、.NET等
• 超过200种图像处理函数
• 全新！VDM 2010与时俱进
– 最新图像算法
• 彩色图像分割、纹理分割、计量函数 ——轮廓分析、光流场分析
• 关键任务
– 在玉米杆之间导航前进 – 探测种子，并进行洒水或其他处理
• LabVIEW+EVS取代了Linux+ANSI C
– 快速并行算法设计 – 利用网络摄像头进行视觉原型与验 证
• 机器人行进速度是第二名的三倍
Fontys University of Applied Sciences, The Netherlands
一个典型的机器视觉系统
+
照明和光源 摄像头
+
图像采集卡 或视觉系统
+
应用软件
NI Machine Vision for Any Application
视觉系统选型指南
• 系统性能
– – – – – – – – – 自带I/O数 I/O扩展性 数据处理能力 图像尺寸 采集/传输速率 易维护性 设备尺寸 功耗 温度范围
照明和光源
+
摄像头
+
图像采集卡 或视觉系统
+
应用软件
CompactRIO图像采集系统
• 摄像头支持
– Basler/Axis的IP摄像头 – 模拟摄像头(需要moviMED的模块)
I/O数 5 扩展性
4
3 2 1 0
易维护性
处理能力
尺寸
图像尺寸
功耗
• 特点
– 温度范围与I/O数性能最好 – 与测控系统紧密连接 – 采集性能与处理性能不高 适合应用举例： 低速工业现场检测 自主机器人/医疗设备
• 优化开发性能
– 更好的集成VBAI 2010
• 简单易用
– 基于菜单的配置开发方式
• 丰富的功能
– 超过100 种图像处理工具 – 高级数学算法 – 可设置条件与循环
• 专为工业检测应用设计
– 带工业隔离的数字与串口I/O – 内置工业协议 – 完整的pass/fail管理
日益增加的图像处理的要求