底层芯片技术、算法库是核心
工业生产对机器视觉的运算速度和准确度要求较高，这些需要强大的底层技术来做支撑，例如CPU中央处理器芯片的性能、FPGA器件并行处理多级流水线的特点，以及专业视觉算法库等等，以提高机器视觉系统的数据吞吐能力和数据处理能力。
今年5月，无锡信捷与英特尔携手，发布了全新基于英特尔芯片的IoT工业控制器、智能相机等多款重磅产品。基于英特尔14nm Apollo Lake＆Kaby Lake平台，信捷推出的V200｜V300系列IoT工业控制器具有强大的计算性能和优化的图像处理能力，提供多种配置选择。S200系列智能相机基于英特尔Apollo Lake平台，采用IA＋FPGA架构，集图像采集、图像处理和外部通讯于一体，支持130万至1200万像素，与传统方案相比，S200系列智能相机满载时最高表面温度低于50℃，为智能制造提供了安全保证。另外，新的X－SIGHT VISIONSTUDIO软件平台具备超过2000个处理算子，包含常用的检测、定位、标定、通讯、字符读码等，无需编写代码，拖拽组件即可完成开发，支持多线程多任务处理，并提供丰富的HMI交互模块。据悉，除了此次发布会推出的产品和方案以外，信捷和英特尔在喷涂、打磨、人工智能识别、分拣等工业制造领域将展开全方位的合作交流。
而基于FPGA器件进行机器视觉的开发，可以通过编程方便地修改其内部的逻辑功能，从而实现高速的硬件计算和并行运算，是高性能嵌入式视觉系统的一种较为方便的解决方案，且功耗也较低，是未来计算机视觉系统的一个重要发展方向。
在视觉软件方面，Vision Pro是康耐视开发的一款优秀的计算机式视觉软件，特点是简单易用，它的Quick Build快速原型设计环境将高级编程的先进性、灵活性与易于开发性相结合，协助制造厂商缩短开发周期时间。借助VisionPro，用户可以访问功能较强的图案匹配、斑点、卡尺、线位置、图像过滤、OCR和OCV视觉工具库，以及一维条码和二维码读取，以执行各种功能，如检测、识别和测量等，VisionPro软件可与广泛的．NET类库和用户控件完全集成。此外，通过API连接VisionPro ViDi这款专为工业图像分析设计的深度学习软件，还能进一步优化为复杂检测、元件定位、分类以及光学字符识别等应用场景。
一体化机器视觉集成方案
瞄准现有生产过程中视觉应用的“痛点”，从机器控制紧密结合的软硬件集成方案入手，贝加莱推出的集成了镜头、工业相机、软件在内的一体化视觉系统，是另一种实现方式。
这种软硬结合的一体化集成视觉系统解决了视觉检测应用中的同步性问题，首先是照明与成像的同步，对于视觉而言，照明的良好设计构成了视觉应用70％的成功权重，集成化视觉方案由于由同一控制器控制，使得照明的LED强度、频闪和相机的对焦、曝光、成像过程在极高的速度下实现同步，从而保证了成像质量；二是视觉系统与自动化系统的同步，集成视觉方案令视觉应用与机器工艺、控制无缝融合，同时与贝加莱自身的控制、运动控制、I／O模块一起，在POWERLINK架构下实现百μS级的同步，令到整体系统能够达到更高的精度和速度。
另一方面，这种视觉集成方案对于现场集成应用的开发者非常便利，他可以不再需要了解各种镜头、相机、控制器、照明、通信接口的知识，仅需使用一个产品就可以去构建各种视觉应用，缩短了项目开发周期，大幅降低了工程时间与成本。利用贝加莱mapp技术框架提供的现成的软件组件，通过较少的编程就可以轻松创建机器视觉应用程序，只需要点击几下即可将智能摄像头捕获的图像集成到mapp View HMI应用程序中，摄像头和照明参数以及触发条件可随时更改，使得产品换型和其它运行时间调整都非常容易实施。
实际上，在各种复杂的工业生产场景中，照明光源尤为重要，它直接关系到采集图像的质量，例如图像轮廓是否清晰、成像特征是否完美体现等等。为此，贝加莱的集成视觉系统还提供非常灵活的光源照明管理功能，包括背景光、光带的模块化设计，可－40°至＋90°电动旋转，并且内置了闪光控制器、支持多种颜色、大功率的快速响应，这些都可以根据现场应用进行配置，还可以实时修改曝光时间长度、角度、颜色等等，这些功能让机器视觉应用变得更加灵活自如。
结语
机器视觉与运动控制的结合，为工业自动化产线的升级带来一股新活力，也越来越多地被应用在非接触检测、测量场景中，用以提高加工精度、发现产品缺陷、进行自动分析与决策等，因而成为了先进制造的重要组成部分。目前来看，尽管机器视觉技术在工业自动化行业的应用牵涉到光学、电子、机械、工业软件等多个不同门类的学科，技术难度仍然较大，某些特定领域的市场准入壁垒也较高；但显而易见的是，机器视觉与运动控制技术相结合，促进了工厂产线自动化水平、产品品质管控、人力成本结构等方面的优化，进而提升了企业的综合竞争力。未来，融合边缘计算与深度学习等AI技术的机器视觉系统，将真正为机器植入“眼睛与大脑”，为迈向工业4．0时代做好准备。
