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基于PC的机器视觉系统

2012-09-05 10:09
默菲
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1 引言

  机器视觉是利用光电成像系统采集被控目标的图像,经计算机或专用的图像处理模块进行数字处理,根据图像的像素分布、亮度和颜色等信息,进行尺寸、形状、颜色等的识别。这样,就把计算机的快速性、可重复性,与人眼视觉的高度智能化和抽象能力相结合,大大提高了生产的柔性和自动化程度。

  对于机器视觉的研究应用,日本、德国和美国等发达国家早在上世纪60年代就开始了。到上世纪90年代,随着光电子技术和计算机技术的发展,机器视觉已取得了广泛的应用,其市场潜力十分巨大。在1984年,西欧的工业视觉系统的销售总额达到589万美元,到1989达到近4320万美元。而在美国,1984年的视觉系统销售总额达到6000万美元,到1994元近12亿美元。在日本,2000年机器视觉市场为300~400亿日元。另据“视觉系统国际公司”的一份市场调研报告显示:1999-2004年北美的机器视觉市场规模从16.8亿美元增长到19亿美元(年增长率为12.4%)。从上述数据可以看出机器视觉技术发展之快、市场之大。国内的机器视觉发展较发达国家晚,目前尚属概念导入期,但其市场潜力不可忽视。由于中国正成为“世界工厂”,与制造活动密切相关的机器视觉技术正逐步被商家认可和接受。而且在中国,机器视觉行业还是刚刚起步,相对其它行业来说竞争还不是很激烈。所以,谁占了市场先机谁就赢得了主动权。相信再过几年,中国将会成为全球继北美、欧洲与日本后的第4大机器视觉市场。

2 两类视觉系统的比较

  从组成结构来分类,典型的机器视觉系统可分为两大类:pc式或称板卡式机器视觉系统(pc-based vision system),以及嵌入式机器视觉系统,亦称“智能相机”(smart camera)或“视觉传感器”(vision sensor)。pc式视觉系统是一种基于个人计算机(pc)的视觉系统,一般由光源、光学镜头、ccd或cmos相机、图像采集卡、图像处理软件以及一台pc机构成。基于pc的机器视觉应用系统尺寸较大、结构复杂,开发周期较长,但可达到理想的精度及速度,能实现较为复杂的系统功能。另一类是嵌入式视觉系统,嵌入式视觉系统具有易学、易用、易维护、易安装等特点,可在短期内构建起可靠而有效的机器视觉系统,从而极大的提高了应用系统的开发速度。表1列出了两类视觉系统在检测速度、测量精度等指标上的优劣对比[1]。

  业界人士指出,目前在中国使用简便的智能视觉传感器占了机器视觉系统市场60%左右的市场份额。由于pc式视觉系统在整体成本、灵活性、用户化界面、速度以及精度等方面的优势,笔者认为接下来的2~5年,在中国市场上pc式视觉系统将与嵌入式视觉系统平分秋色。

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