全球愿景标准在2017年保持步伐

机器视觉行业标准将兼容性注入开发自动化世界中一些最复杂的技术，帮助OEM，系统集成商和最终用户更有效地完成工作。从外面来看，新的标准和迭代版本可能似乎以愤怒的节奏弹出，但在幕后，志愿者知道这是一场马拉松，而不是冲刺，以便通过不断变化的市场更新和可用的界面。

例如，由于不断增加的计算能力和更快的CMOS传感器，3D视觉采用继续攀登。作为回应，Genicam 3.0.1，即插即用协议的最新版本，提供了更容易的集成和访问3D机器视觉技术。

以前，标准支持仅一种类型的数据 - 通常是强度数据的图像流。“我们的推动是允许相机与强度数据一起发送距离信息或某种几何信息，并使接收器能够了解发生的情况，”3D视觉核心设计专家Mattias Johannesson说：生病的IVP AB.（Linköping，瑞典）和Genicam委员会的贡献者。

支持多部分数据采集时的挑战之一是配置传感器。Genicam委员会通过最新标准的命名约定（SFNC）模块来解决这一问题。“SFNC定义了如何设置传感器以生成多种类型的数据，因此可以在不打破向后兼容性并销毁标准相机的后向兼容性并销毁任何类型的情况下进行配置。”

SFNC的另一个组件涉及添加设置坐标系所需的新功能。“这有助于用户不仅可以了解坐标信息，而且是它是否是公制或英制单位，其中坐标系相对于相机对齐，以及是否是球形坐标或笛卡尔坐标，”约翰尼森说。

此外，Genicam 3.0标准正在扩展为包括新的高动态范围（HDR）功能，以及对用户集参数和标准化设备固件上传的改进。最后两种改进旨在部署和现场升级。

Gige Vision用于精确度
与genicam 3.0.1一样，多尾图像转移将在Gige Vision的修订2.1中发挥重要作用。为了回应视觉公司对3D图像支持的需求，标准的修订旨在缓解多级3D图像在Gige Vision上的传输。GigE愿景委员会在过去几年中一直在工作，以增加能够支持的有效载荷类型。

“Essentially it’s just splitting the various types of information that one can find in the 3D image and transmitting it as part of the same block because all of this information belongs to the same image,” explains Eric Carey, program director, area cameras and frame grabbers, Teledyne DALSA and chairman of the GigE Vision committee.

Gige Vision委员会正在与Genicam委员会平行工作，以确保在2017年中期发布修订的目标，以确保支持传递这些多级3D图像，以便公司可以根据技术提供3D产品。

多尾图像传输不是受到关注的唯一主题。这是第一次，Gige Vision将标准化相机背面的锁定连接器。委员会将发布补充剂，该补充剂为锁定连接器中使用的尺寸提供正式的机械图。

修订2.1还将利用可选的IEEE 1588精密时间协议（PTP），该协议使用非常高精度的时钟来同步网络上的所有相机。同步多个摄像机系统通常需要专用触发信号，这取决于该技术的帧抓取信号。这意味着电缆必须从公共触发源运行到需要同步的所有相机。

将IEEE 1588添加到Gige Vision的优点是双重。首先，GigE vision具有内部时间戳，它是64位数字，其在特定时间间隔（通常为1μs或更快）。使用IEEE 1588，此时间戳将使用PTP常用时间戳作为参考，这意味着同一网络上的所有启用PTP的摄像机将共享同一时间戳。

"Even though the cameras aren’t organized in terms of image acquisition, you can still create a timeline of what happens in the system as images arrive from each one,” Carey says. “You can accurately measure frame rate, distance, or speed depending on how the system is set. It could be pretty powerful, especially in multicamera systems, when you need to measure a time difference between the various image acquisitions.”

共同时间戳的第二个好处是添加一个名为“Action命令”的功能。Action命令允许用户在未来执行触发操作的同步的PTP的摄像机中指定未来的时间，而无需运行触发线。这使集成商能够拆下I / O电缆并仅使用以太网电缆来提供数据，电源和触发到GigE视觉相机。

除了支持10个GigE之外，Gige Vision还可以从NBase-T™的较高速度受益。2016年发布，NBASE-T技术超出了以太网的1 Gbps限制，使用Cat5e和Cat6布线的大型安装底座达到2.5和5 Gbps。

“机器愿景受益于这项工作，因为NBase-T成为我们市场以外的应用程序的主流，”Carey说。“我们有兴趣应用这项技术来增加可以由Gige Vision相机持续的框架率。”

相机链接HS利用光纤的速度和成本优势
摄像机链接HS（CLHS）经历了多项变更，因为委员会准备其下次修订标准。符合其他标准解决的3D视觉趋势，CLHS引入了3D数据类型。修订还支持一个帧内的多个兴趣区域（AOIS）和多个数据类型。

“这真的改变了视频结构，因此我们修改了我们的视频数据包，以便在飞行中启用每个AOI内的每个AOIS和像素定义，”R＆D Camera Developmanager Michael Miethig说：Teledyne Dalsa.和Clhs标准技术小组委员会的主席。

虽然CLHS可以在铜或光纤电缆上运行，但后者的成本和可用性正在制作标准的X协议是一个流行的解决方案。X协议物理层具有10.3 Gbps，64b / 66b，使用前向纠错进行编码，实现每个光纤的1200 MB / sec图像数据吞吐量。

鲁棒，轻巧可靠，光纤具有非常高的带宽，因为电缆内的损耗远低于铜。因为光纤较小，所以弯曲半径将更小。它还具有高达5000万次循环的Flex Life等级，并且无电磁易感性。

CLHS已修复了一个错误以处理更长的光纤电缆长度。虽然原始的CLHS规范是为300米设计的，但用户超过了该限制。“这导致某些数据在我们的命令通道上重新发送，因此在下次修订中，您可以处理任何电缆长度并测量传播延迟，”Miethig说。

CLHS使用AIA可获得极低成本的IP核心，已被证明是另一个有吸引力的功能。AIA认为提供低成本的IP核心将有助于促进该技术，使公司能够节省60,000美元的开发成本和六个月的开发时间。

此外，“我们都使用相同的IP核心的事实意味着它是一种非常强大的设计，”Miethig说。“它降低了开发工作和风险，并确保设备互操作性。”

地平线上的新标准？
“为了建立一个新的机器视觉标准的行业协会，一大批公司必须希望标准并愿意与该行业的其他公司分享技术，”AIA标准发展总监Bob Mccurrach说。

目前吸引注意的区域是较小的处理器格式，即芯片（SOC）的现场可编程门阵列（FPGA）和系统可以实现。“肯定是一个小于PC系统或嵌入式系统的地方，以便能够直接连接到工厂自动化系统，”McCurrach说。

此外，这些较小的处理器格式“允许将视觉集成到不需要PC的全功率或无法打包更大的全系统架构”的系统中，“McCurrach说。“这绝对是一个有助于将视觉变成更多应用的区域，而不是以前可能的。”

标准专家将收集2017年春季国际愿景标准会议（IVSM），2017年5月8日至12日在马萨诸塞州的纳尼克，由Mathworks，Inc。和AIA主办。JIIA将于10月在日本广岛举办秋季IVSM。

毕竟，标准委员会的工作从未完成。“在添加和修改功能方面，在所有标准中始终持续的工作，并确保删除虫子，”病人的约翰尼顿说。