北京三宝兴业（微视凌志）视觉技术有限公司
销售市场部经理崔志远
《伺服与运动控制》=伺崔志远=崔
伺：您如何看待机器视觉及在中国发展？
崔：机器视觉作为新兴高科技行业，旨在用机器来代替人眼，服务工业制造业，以提高制造效率、降低成本，从而进一步促进制造业的发展。近些年来，机器视觉的市场每年都在飞快增长，这个行业在国外已经发展到了一个相对成熟的阶段，而这个行业目前在国内，还处在一个飞速发展的初级阶段，机器视觉应用还未被整个工业领域所认知，但已经有越来有多的工业领域开始使用机器视觉，长远来看，中国机器视觉前景不错。
伺：如何挑选合适的机器视觉产品？
崔：挑选视觉产品其实和我们日常挑选货品一样，性价比肯定是我们考虑的首要因素。性价比中，性能是排在第一位的，对于一个视觉需求来说，性能达不到，再好的价格也是浪费。在性能挑选方面，相机作为一套视觉系统中的核心部件是我们最先要确立的。挑选相机最基础的2个参数就是分辨率和帧速率。分辨率通过视觉系统所要实现的精度来确定，而相机的帧速率就需要通过被测物的采样频率来确定。相机确定后，可根据相机的分辨率以及视场和工作距离等参数来确定相匹配的镜头，根据相机的输出方式以及点频等参数来选择匹配的采集卡。在硬件基本确立好之后，视觉软件的选取就需要考虑对应用实现的可行性以及执行效率还有对硬件的兼容性。在性能确认满足后，就需要对比产品的价值，价值不仅仅包括产品表面的价格，还需要考虑产品的隐形成本，也就是产品的质量，稳定性方面。最后结合性价比选取一套最合适的产品。
伺：机器视觉有哪些新趋势？
崔：机器视觉最终服务的是工业制造业，那么随着工业的发展以及市场规模的不断扩大，视觉产品的发展有两个方向：高性价比和高效率。关于高性价比也就是说在追求高性能的同时需要有更好的成本控制，目前国际上的很多知名大厂都在向这个方面发展，如德国Basler作为行业的领军企业已率先迈出了这一步，其旗下的Ace系列产品率先做到了在国际一流的品质下有一个非常有竞争力的价格体系。关于高效率，一方面是更大分辨率的产品，另一方面则是更高帧速率/线扫描速率的产品，这两方面在提高效率方面是殊途同归。
伺：您如何看待firewire、USB3.0、GIGE、Cameralink各接口的发展？
崔：Firewire作为上一代即插即用的数据传输接口，在过去的视觉发展中起到了非常大的作用，但随着相机技术的发展，需要数据传输的带宽越来越大，Firewire已经逐渐无法满足相机数据的传输，并且作为电子类产品，Firewire的周边配件越来越少，这种接口将渐渐淡出视觉应用；
USB3.0作为新一代的即插即用数据接口，以其便捷、高带宽受到了行业的瞩目，国内外相机厂商都在相机推出了USB3.0接口的产品。随着USB3.0的周边配件越来越多，USB3.0接口在今后的视觉市场中，将会被更广泛的应用，不过，受其数据传输线缆长度的限制，USB3.0确实无法完全替代GigE，而只能作为与GigE并行的一种数据接口在视觉市场中存在；
GigE接口还风头正盛，是目前视觉市场的主力数据传输方式，而在未来的视觉市场中，仍是数据传输方式的主要接口形势；
CameraLink数据接口在机器视觉行业中拥有较长的发展历史，而目前主要应用于中、高端的视觉产品上。CameraLink以其数据传输的稳定性、低延时、抗干扰能力强受行业内的认可，现在来看，其在众多视觉接口形式中，还将会占有一席之地。
1智能相机及传感器
智能相机是一种高度集成化的微小型机器视觉系统。它将图像的采集、处理与通信功能集成于单一相机内，从而提供了具有多功能、模块化、高可靠性、易于实现的机器视觉解决方案。同时，由于应用了最新的DSP、FPGA及大容量存储技术，其智能化程度不断提高，可满足多种机器视觉的应用需求。
这三款智能相机屡获殊荣
典型应用：食品及饮料行业的保质期检查；包装行业的瓶盖检测、标签位置等；汽车行业的产品装配质量、尺寸测量、二维码读取；装配搬运行业的机械手定位、零部件就位及位置监控等。
Cognex（康耐视）：In-Sight7000系列视觉系统
特色：获奖的In-Sight?7000系列视觉系统有多种机器视觉用途。这些完全集成的智能摄像头具有自动对焦、快速图像捕获、集成照明和镜头，以及用于检测、色彩、OCR应用等等的强大视觉工具。它们还具有为一系列外部照明提供电源和进行控制功能，尽在一个紧凑的工业IP67包装中。
典型应用：高精度测量、定位和检测视觉等。
迈思肯：VisionHAWK视觉系统
特色：VisionHAWK采用可实现无限自动聚焦的先进液态镜头技术，其设计易于配置和操作。VisionHAWK含有集成光学部分和光源、工业通讯协议和即插即用的连接。和VisionMINI一样，可通过迈思肯的简化版机器视觉软件AutoVISION?或更先进的Visionscape?软件来操作。
典型应用：适合多种检测应用，包括组装验证、部件识别、读码等。
智能相机知多少？
智能相机一般由图像采集单元、图像处理单元、图像处理软件、网络通信装置等构成，各部分掌握不同功能。
1、图像采集单元
在智能相机中，图像采集单元相当于普通意义上的CCD/CMOS相机和图像采集卡。它将光学图像转换为模拟/数字图像，并输出至图像处理单元。
2、图像处理单元
图像处理单元类似于图像采集/处理卡。它可对图像采集单元的图像数据进行实时的存储，并在图像处理软件的支持下进行图像处理。
3、图像处理软件
图像处理软件主要在图像处理单元硬件环境的支持下，完成图像处理功能。如几何边缘的提取、Blob、灰度直方图、OCV/OVR、简单的定位和搜索等。在智能相机中，以上算法都封装成固定的模块，用户可直接应用而无需编程。
4、网络通信装置
网络通信装置的智能相机的重要组成部分，主要完成控制信息、图像数据的通信任务。智能相机一般均内置以太网通信装置，并支持多种标准网络和总线协议，从而使多台智能相机构成更大的机器视觉系统。
2.工业相机
您不可错过的三款工业好相机
Basler：Ace系列CameraLink面阵摄像头
特色：分辨率从VGA到500万像素；超小型设计：42x29x29mm；千兆网（GigEVision）或CameraLink接口；支持PoE（通过以太网线供电802.3af）；支持PoCL（通过CameraLink线供电）。
典型应用：半导体及零部件检测；制造业质量控制；食品和饮料检测；智能交通系统；显微镜和医疗成像。
E2V：EliiXAUC4/UC83彩色线阵摄像头
特色：与3CCD棱镜媲美的色彩还原能力，且具高性价比；三种芯片可选：RGB3线/RGB+黑白4线/RGB+NIR（近红外）4线；10μm像素尺寸、20μm行间距，避免视场角过大产生行遮挡；18KHz线速率、62dB动态范围；8、10、12bit数据格式。
典型应用：食品检测、材料表面检测以及度量等
UNIQ：UC-1830彩色数字照相机
特色：1024x1024高分辨率，使用了逐行扫描隔行传输的技术。CCD带有R，G，B原色马赛克滤光片。具有外部异步采集功能，能够很容易的抓拍高速运动物体的图像。其CCD的方形像素更适合用于处理、测量和分析方面的应用。本产品体积小、重量轻，其数字和模拟输出，快门选择其后面板上的许多其它功能使用起来都十分简便。
典型应用：机械视觉、自动检测、运动采集及分析、高分辨率图象采集、医学影象、生物图象、显微图像、非接触测量等科学和工业领域。
1、根据应用的不同分别选用CCD或CMOS相机
3.工业镜头
在机器视觉系统中，镜头的主要作用是将成像目标传达到图像传感器的光敏面上。镜头的质量直影响到机器视觉系统的整体性能，合理地选择和安装镜头，是机器视觉系统设计的重要环节。
如何选择合适镜头？
1、波长、变焦与否
工业镜头的工作波长和是否需要变焦是比较容易先确定下来的，成像过程中需要改变放大倍率的应用，采用变焦镜头，否则采用定焦镜头就可以了。
是否需要另外采取滤光措施？单色光还是多色光？能否有效避开杂散光的影响？把这几个问题考虑清楚，综合衡量后再确定镜头的工作波长。
2、特殊要求优先考虑
结合实际应用，可能会有特殊的要求，应该先予明确下来。例如是否有测量功能，是否需要使用远心镜头，成像的景深是否很大等等。景深往往不被重视，但是它却是任何成像系统都必须考虑的。
3、工作距离、焦距
先明确系统的分辨率，结合CCD像素尺寸就能知道放大倍率，再结合空间结构约束就能知道大概的物像距离，进一步估算工业镜头的焦距。
4、像面大小和像质
遵循“大的兼容小的”原则——相机感光面不能超出镜头标示的像面尺寸——否则边缘视场的像质不保。
5、光圈和接口
工业镜头的接口指它与相机的连接接口，它们两者需匹配，不能直接匹配就需考虑转接。
6、成本和技术成熟度
如果以上因素考虑完之后有多项方案都能满足要求，则可以考虑成本和技术成熟度，进行权衡择优选取。例如，要给硬币检测成像系统选配工业镜头，约束条件：相机CCD2/3英寸，像素尺寸4.65μm，C口。工作距离大于200mm，系统分辨率0.05mm。光源采用白色LED光源。
4.图像采集卡
图像采集卡，可获取数字化视频图像信息，并将其存储和播放出来的硬件设备。
两款功能强大的图像采集卡
MATROX：SoliosGigE自带处理器系列
特色：4个独立的千兆网（GbE）端口；最多可以同事对源自8路GigEVisionTM接口输出的信息包进行过滤；64MB板上帧存；可采集来自面阵/线阵相机的数据；离散I/O的全补码；可编程控制彩色空间转换；可选择添加定制的基于FPGA的处理芯片。
ForesightImaging：AccuStream50+.75+.170+
特色：像素抖动+0.5ns，信噪比47dB，增益、黑电平、相位调整；实时视频传输，并创建AVI格式文件，超过250MB/秒的速度通过64bit/66MHzPCI总线传输，实时同步传输到内存与显存；点频达170MHz，分辨率达2048*2048，兼容DDC。
典型应用：海上导航系统，雷达显示，医疗成像，监控显示检测，军用成像。
如何选购图像采集卡？
1、硬件的可靠性
这里有两个经验性的技巧用以评估不同板卡的可靠性，板上的器件的数量和功耗。试着去选择具有更低功耗的采集卡。在其它条件同等情况下，一块复杂具有更多器件的卡会比器件较少的卡耗散更多的热量。好的设计会采用更多的ASIC和可编程器件以减少电子器件的数量，而达到更高的功能。还可以选择具有更少的无用功能的卡以减少不必要的麻烦。
2、软件的支持
5.视觉软件
如果说工业相机是眼睛，那么视觉软件便是大脑，是整个机器视觉中的核心部分。
广泛应用的3系列视觉软件
康耐视：VisionPro?计算机视觉系统
迈思肯：AutoVISION?机器视觉软件
NationalInstruments（NI）：NI视觉采集、NI视觉开发、NI视觉生成器
常见视觉软件还有哪些？
德国MVtec公司开发的halcon，美国国家仪器（NI）公司研制开发的LabVIEW，Intel建立的OpenCV，微软公司开发的的Visualc++，加拿大Matrox公司开发的Mil等
2013年8月，UniMAT亿维正式推出经济型CPU—CPU124晶体管型，它包含两款产品：CPU124-1Q和CPU124-2Q。
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