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嵌入式视觉冠军设计灵活性，易用性
发布05/17/2017
| By: Winn Hardin, Contributing Editor
称之为机器视觉的三合一。许多行业的客户都希望视觉系统更小、更便宜、更强大/更快。嵌入式视觉关注小型摄像机和特定应用程序处理的需求，从而产生一个紧凑的系统，处理能力大，但单位成本和能源消耗低。
“嵌入式愿景扩展了从工业应用到工厂外的区域的强大电脑视觉的范围，较小的处理器比经典PC更好，”Matthew Breit说，高级咨询工程师和市场分析师Basler Inc.(宾夕法尼亚州Exton)。应用实例包括便携式医疗设备、移动机器人和护照亭。
为了使这些应用程序来实现，嵌入式愿景组件的制造商正在为嵌入式系统设计者或集成商提供灵活性 - 以及必要的资源。
“今天如果有人正在构建嵌入式愿景系统，他们只会购买图像传感器和他们的工程团队，设计支持电子和固件，”Breit说。
根据项目的要求，该过程可能是耗时的，需要数周，几个月，甚至更长。“我们的工作是看看嵌入式设计师的情况，找到让他们生活更轻松的方法，例如照顾相机本身内的整个图像传感器集成，”布雷说。
Basler Dart板电平摄像头，测量27 mm x 27 mm并重为15克，旨在制作各种嵌入式视觉系统。相机提供两个接口：基于LVDS（低压差分信令）的Basler专有接口提供两个接口：USB 3.0和BCON，Basler的专有接口（低压差分信号）。
“除了接受传感器集成之外，BCON允许嵌入式系统设计师以非常直接的方式访问相机，而没有像USB 3.0或千兆以太网这样的PC样式接口的开销，”Breit说。“结果是，设计师可以将完全成品的相机模块与任何其他电气设备一起处理，而不是处理原始传感器。这意味着增加了比以前更少的努力的愿景。“
从秋季开始，Basler将提供一个扩展模块，让用户通过MIPI / CSI-2相机接口操作DART，这是嵌入式系统最常见的接口。
DART用于广泛的应用，包括自动牌照读数。“我们还看到了对手持式医疗设备的更大需求，”Breit说。“患者坐在医生旁边有一个手持式扫描仪与坐在一台大嘈杂的机器中更容易。”
此外，嵌入式愿景为曾经似乎无法实现的应用程序打开了大门。“多年来，我们都遇到过‘梦想’的应用，无论是冰箱里的摄像头，还是假眼球的想法。但现在，其中一些梦想正逐渐成为现实。当然，‘仿生眼’还在后面，但你现在就能买到这种冰箱了。”
开发者的中心
嵌入式系统设计人员依靠多个供应商开发嵌入式视觉系统，但Basler Inc.确定了该组内的关键差距。“无论您是在谈论镜头还是图像处理算法，还有数百个关于个别主题和工具的论坛，但我们没有看到一个地方将整个嵌入式视觉社区带到一起，”巴斯勒的Matthew Breit说。
于是Basler采取主动，创办了这个网站Imaginghub.com.。Breit称可靠的网络平台一个单站商店没有商店。“The site is designed for embedded engineers specifically looking to ‘get vision on board’ so to speak, a place where they can see all the different companies supplying components, find project examples that the community has posted, or start their own, and ask a question in the forum” Breit says.
该网站已经过了近一年，每月收到10,000名访客。“我们认为它将有助于使嵌入式愿景更容易，比目前更容易进入，”Breit说。
他引用了交互式数字标牌的前景。“当公司在巴士站的广告空间支付广告空间时，他们通常会提出一张海报，这是它的结尾，”布雷斯说。“但是，想象一下，在他们等待的时候实际搞人的潜力。”
在这种情况下，摄像头会识别谁在看广告，并评估他们的反应。甚至在几年前，这样的应用程序还需要一台个人电脑、电缆和照明设备。Breit说:“但是现在，由于处理器的功率提高了，所有东西的尺寸和成本都变小了，我们今天在我们的购物中心看到了这样的标识。”
弯曲嵌入肌
对于它开发的嵌入式视觉系统和智能相机，Teledyne DALSA（Waterloo，安大略省）强调灵活性，易用性和小型占地面积。GEVA 3000嵌入式视觉系统为苛刻的工业环境中的检验任务提供标准PC系统提供了替代方案。GEVA, which accommodates Teledyne DALSA’s Genie Nano GigE Vision CMOS area scan camera, offers customers a choice between two application software suites: the wizard-based iNspect for users requiring easy setup, and Sherlock, for end-users who need flexibility in creating a graphical application.
同时，BOA Spot视觉传感器将Teledyne DALSA的BOA视觉系统与集成的LED照明、镜头罩和软件相结合。由此产生的系统成本低，安装快，易于与工厂车间的设备集成。通过简单的点击界面，BOA Spot的嵌入式视觉工具可以实现自动检测和识别应用。
Teledyne DALSA智能产品部软件项目经理Bruno Menard说:“条形码读取是我们最畅销的产品之一，我们有一个在BOA Spot上运行的改进版本。”“它更快、更健壮，而且读取率高。”
使用红外成像的嵌入式视觉系统的部署，无论是在紧密工业空间还是监视无人机上检查，也在上升。作为响应，Teledyne Dalsa引入了Calibir未处理的长波红外（LWIR）相机，尺寸为29毫米29毫米。虽然Calibir支持Gige Vision输出，但希望具有模拟或USB3 Vision等不同界面的客户可以使用Teledyne的发动机作为前端架构，并插入自己的后端。
除了传统的机器视觉划分应用外，Calibir还在户外应用中使用，这些应用程序需要一个小型的形状因素，包括IR相机的太阳能电池板检查，用于装备IR摄像机的无人机和夜视，以便在枪械上安装相机的狩猎。
Teledyne正在向客户展示嵌入式愿景所提供的机会成像可能性中心。“智能摄像头耦合与物联网[物联网]将带来很多可能性，”梅纳德说。“对于房主，它可能会从远程家庭监督和控制开始。”
深度学习
虽然在工厂以外发生了许多嵌入式视觉装置，但该技术在一些制造应用中发现了它的步幅 - 其中的钥匙在其中机器人。作为2D和3D应用中的交钥匙机视觉积分器，Integro Technologies(索尔兹伯里，北卡罗莱纳)集成了嵌入式工业视觉，充当机器人的眼睛的任务，如挑选和放置，装卸，和基于视觉的质量检查。
“机器人的愿景并不嵌入到无人驾驶汽车的程度上，但它与许多相同的软件工具提供了相同的目的，并且可以大大提高自动化能力，”Integro Technologies销售工程师斯科特·霍尔伯特说。
霍尔伯特看到另一个可以提高工业检验的趋势：深入学习。“计算机正在使用更智能，更智能的算法和界面来辨别它所在的样子，”霍尔伯特说。“机器视觉和嵌入式视觉系统，而不像传统计算机编程，正在学习并随着时间的推移提高他们的准确性。”
与传统机器学习依赖人工特征提取不同，机器深度学习和嵌入式视觉直接从图像中学习特征。霍尔伯特说:“无论何时，当你让一个人根据他们所看到的做出决定时，它会让你面对很多变数。”“我们有比人眼看得更清楚的摄像机，做出决定非常迅速的计算机，以及继续学习并在某些任务上胜过人类的系统。”
随着摄像机的尺寸和成本不断缩小，而不牺牲功耗，嵌入式视觉联盟预计“嵌入式视觉技术将迅速扩散到多种系统中”。由于规模经济，汽车、医疗和零售行业将继续推动嵌入式视觉的发展。
嵌入式愿景的潜力是巨大的，而嵌入式设计人员将随着时间的推移而开发创意和独特的解决方案。“这是我最令人兴奋的方面，”巴斯勒的布雷斯说。“想象一下，如果你把最好的刷子和油漆放在这些艺术家手中。我们会看到什么杰作？“