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嵌入式工控机在机器视觉领域的应用

历经多年积累,机器视觉技术或许正在面临一个黄金发展期。机器视觉系统对于实现工厂自动化来说不可或缺的,装配定位、质量检测、产品识别、尺寸测量……高速生产线上的高精度要求,人眼已无法满足。一旦成本下降、性能提升、应用增多,就如无线网络普及带来的变革一样,机器视觉的软硬件产品将成为生产制造业的标配。

3D机器视觉系统.jpg

怎样让成本降下来?可以想象的空间很多,嵌入式机器视觉系统会是个不错的选择,而系统的核心当然离不开工控机。从20世纪90年代,微处理器、半导体技术与机器视觉技术相伴螺旋上升:微处理器、半导体技术是机器视觉的发源地,欧美在其中大量应用图像技术,后来慢慢演化成今天的机器视觉技术。机器视觉在欧美的应用普及,同样主要体现在半导体及电子行业。现在,微处理器性能变得更强劲、功耗大大降低、尺寸越加紧凑,价钱却没有变高。

机器视觉的工作原理很简单,它很像一个单一功能的工业机器人,如它用摄像机获取被检测对象的图像,而特殊光源使被检测目标的特征在图像中得到强化,如尺寸特征、表面缺陷特征等。这些特征明确的图像被高速传输到工控机经过专业化的图像分析、处理软件计算出特征,针对计算结果工控机可以控制执行机构进行分类、剔除、报警等动作。如果跟人进行比较的化,那么摄像机如人的眼睛,工控机如人的大脑,软件如人的思维,那么执行机构就如同人的手脚。实际上机器视觉系统就如同一个思维快速、动作敏捷、不知疲倦的人一样。

视觉系统一般包括光源、镜头、CCD照相机、图像处理单元、图像处理软件、监视器、通讯/输入输出单元等。视觉系统的输出并非图像视频信号,而是经过运算处理之后的检测结果(如尺寸数据)。

机器视觉测试就是用机器代替肉眼来做测量和判断,所以要求精度高。首先采用CCD照相机将被摄取目标转换成图像信号,传送给专用的图像处理系统,根据像素分布和亮度、颜色等信息,转变成数字化信号。图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征,如:面积、长度、数量、位置等。最后,根据预设的容许度和其他条件输出结果,如:尺寸、角度、偏移量、个数、合格/不合格、有/无等。上位机实时获得检测结果后,指挥运动系统或I/O系统执行相应的控制动作。

朗锐智科(www.lrist.com)工控机PCM-6410配置:

第6代/第7代英特尔®酷睿™ i-S 系列处理器(插槽类型)

12V, 9-24V 宽压, 非-ECC DDR4 SODIMM x 1

用于小型服务器的基本VGA / HDMI / LVDS显示器

USB 3.0 x 4, USB 2.0 x 2 带高性能CPU, 易于机器视觉

Mini-card/mSATA 选择

HDA, SATA x 2, GPIO x 8, COM x 4

PCM-6410具有独一无二的插座类型,是一种多功能产品,提供可互换的CPU和I / O。 在0°C~60°C的温度范围内可操作,可与Kaby Lake和Skylake设计引脚兼容,并可在系统组装中将总成本(TCO)降低10-20%。

PCM-6410拥有4个USB 3.0端口,2个USB 2.0端口,2个千兆网口,以及VGA,HDMI,LVDS支持,通过平衡弹性,效率和尺寸,实现了系统集成,满足和超越客户需求的理想选择。

插座式的灵活性

EPIC-KBS7提供可互换的CPU和高动态的设计,允许客户根据自己的喜好量身定制。

平衡效率与尺寸

紧凑的4英寸电路板,EPIC-KBS7是一个小而强大的高效设计外形,可以在工业4.0的不断变化的环境下产生最大的性能。.

兼容引脚到引脚的kaby Lake 和Skylake

与Kaby Lake & Skylake设计引脚兼容,EPIC-KBS7商业上支持大多数主要操作系统,与9〜24V的电源兼容,背光源逆变电源最高可达12V。

近年来,工控机技术发展迅速,依托工控机的强力支持,机器视觉技术越来越多的被应用到工业生产的在线检测中,实现对产品质量毫无遗漏的快速全检,进而实现产品质量的零缺陷。工业4.0是关于连接生产技术和信息技术的,而机器视觉是为工业4.0提供信息的最重要的基础技术之一。嵌入式系统会在未来的机器视觉系统中扮演更重要的角色。它们可以实现紧凑型产品的设计,满足大多数图像处理的要求,并且与基于PC的独立系统相比,其与工厂流程的集成度更高。

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