嵌入式视觉是图像处理的未来吗?

嵌入式视觉是指在价格合理的情况下，图像处理的小型化趋势。

乍一看，这听起来令人震惊，但它是相当真实的。由于集成电路技术的进步和在电路板上的放置，可以提高产品的效率，同时减小尺寸。在这样做时，技术上的限制在哪里还不明显。

这些可能性使新的应用领域在不同的价格细分。

嵌入式视觉系统使各种设备智能化，因此有潜力为市场提供附加价值和增加企业的竞争力。

对于物联网来说，事物变得智能化是一个先决条件，这样它们就可以与自己的物理世界进行交互。

图片提供了全面的信息，非常适合作为数据来源。

随着物联网日益成为现实，我们需要更多更好的嵌入式视觉系统。

主题和趋势

随着趋势的发展，嵌入式视觉系统将成为未来的一部分。首要任务是生产自动化。这意味着生产设施的工作越来越独立。这只有在图像处理的帮助下才能实现。图像处理是收集和分析数据，并根据结果做出决定。

另一个话题是传感器融合。不同的传感器相互协作以收集更多的信息以获得更好的感知。此外，数据处理的分散化趋势也很明显。这意味着，视觉数据处理器在本地记录和分析数据。

安全问题仍然是一个棘手的问题。许多公司完全不使用网络机器，而是将数据保存在云中，这表明，根据他们的说法，目前还没有合适的解决方案。

一个长期存在的问题是图像处理的微型化，以一致或提高的性能在合理的价格。由于高效的处理器和较低的功耗，优化是肯定可以想象的。

对嵌入式视觉系统的需求随着技术可能性的增加而增加。这不仅仅关乎规模或计算能力，还关乎接口、(网络中的)通信可能性和可靠性。另一种方法是开发非视觉专家容易使用的视觉系统，但这个想法还只是一种视觉。

领域的应用

应用领域非常多样化。首先要考虑的是生产自动化，这是工业4.0的一个重要话题。

图像处理起着非常重要的作用，因为它使机器能够自给自足或保证产品的质量。成像处理系统比人类更快，这意味着该系统的行动速度比人眼更快。
这就是为什么内联质量控制(如100%控制)可以非常迅速地实施的原因。

损坏的部件可以被纠正或更换，使生产设施更高效。

如果记录的数据显示了一个特定的趋势，例如，如果一个机器人逐渐将一块金属板材倾斜放置在冲床上，它很容易立即做出反应。

在成像处理的帮助下，甚至可以管理整个生产设施。

另一个例子是机器人。没有3D数据，机器人将无法从盒子中取出零件并将其正确地传递给机器。

嵌入式视觉系统的选择

嵌入式视觉系统的优点是它们是专门组装和适应于应用程序的。这将带来更多的好处，但在设计最佳系统之前需要进行彻底的分析。因此，应该仔细考虑系统应该遵守哪些要求，哪些是不必要的。特别是作为开发人员，你应该专注于你真正需要的东西。

首先，重要的是要明确系统应该在哪里使用，以及它应该能够做什么。

在经济利益方面，也应考虑期望的成本降低。可供选择的选项如下:

• 经典的图像处理系统由相机、镜头、照明和处理单元组成，但软件必须经过编程。它提供了最大可能的灵活性，但也有很高的编程工作量。
• 将经典系统与人工智能相结合，算法可以独立学习，从而减少了开发工作量。
• 智能相机，所有东西都在这些完整的包里协调。配套的软件包简单易用。实现的风险低，速度快。

EVT的智能相机

嵌入式视觉系统的基础主要是微控制器、fpga或asic等智能半导体设备。
开发人员必须决定哪种半导体器件最适合他的应用。

EVT摄像机使用fpga已经很多年了。嵌入式开发人员可以自由地编写这些程序。多余的进程，因为它们通常运行在PC的CPU上，被省略了，因为它们绑定了太多的计算能力，有一个低的数据吞吐量或只是消耗了太多的能量。通过使用FPGA模块进行图像处理任务，可以显著提高嵌入式视觉系统的速度。然而，编程需要高度的经验。

紧凑的和负担得起的

例如，结合Odroid板和合适的相机，可以构建小型和紧凑的图像处理系统，以满足节省空间的解决方案的要求，例如，质量控制或自动化。当然，总有一些应用程序的当前计算能力是不够的Odroid。但是对于安装在控制柜和带有ARM处理器的应用来说，这个解决方案是非常理想的。

几年前，EVT开始在小型节能处理器上开发图像处理软件，并为Allied Vision Technologies、IDS或Basler等各种相机制造商提供解决方案。现在可以通过Odroid平台操作各种摄像机。基于arm的硬件平台性价比高、节能，可以节约系统成本。如果有必要，现有的应用程序可以不需要再开发就移植到基于ARM的平台上，以减少开发时间。

更划算的是可能的……

一个绝对便宜的解决方案是树莓派、橙派或香蕉派，它们适用于需求更少的特定应用，简而言之:数据更少。

北莱茵-威斯特伐利亚州东北部的一家公司要求EVT提供一种低成本、空间极小的嵌入式视觉系统。数据量和软件需求是可管理的。

因此，EVT开发了一个紧凑和非常轻量级的嵌入式视觉系统与树莓PI和相应的树莓PI摄像机。成本被降到最低，这在一开始似乎是不可能的。硬件平台实际上只用于测试，而不是作为图像处理项目中的一个系统。由于测试对目标客户非常有利，因此采用了该平台。为此目的，需要对软件进行特殊的调整;否则，必需的命令在8gb的SD卡上就没有空间了。

这个软件应用程序现在可以用于其他项目，因为所需的专有技术已经存在。

然而，人们应该小心树莓派。这些都是简单的电路板计算机，并不一定适合工业使用，也不具备满足应用软件要求的处理能力。

来自EVT的Michael Beising谈到了当前的话题:“计算能力在增长，而计算机却越来越小。这是移动部门的结果，现在移动部门突然可以生产最小的单位。对于智能手机来说，“octacore”是最先进的，而对于个人电脑来说，这还没有找到合适的方式。通过Odroid XU4和EyeVision软件，八核图像处理已经成为可能，甚至可以用于3D点云的图像采集和数据分析。”