智能相机(Smart Camera)的出现,无疑向传统的基于PC的机器视觉系统提出了挑战,越来越多的机器视觉厂商开始转向这一领域。那么,智能相机的优势何在?如何选择一个智能相机?让我们共同关注。

Steve Zhu 先生
DALSA集团公司亚太区市场开发总监
智能相机是一种高度集成化、智能化、可独立操作的微小型嵌入式机器视觉系统。
对智能相机的概念,目前在机器视觉市场上是仁者见仁,智者见智。 但是不妨简单地归纳为智能相机是一种高度集成化、智能化、可独立操作的微小型嵌入式机器视觉系统。它将图像的采集、处理与通信功能集成于单一系统内,从而提供了具有多功 能、模块化、高可靠性、易于实现的机器视觉解决方案。 其中最重要的是它的智能化、集成化和简单操作的特性。 这是智能相机赖以生存,越来越受欢迎的主要基础。智能化的核心是使图像采集处理更加智能化, 以达到快速精确。 然而,由于智能性嵌入到视觉系统的方式不同,导致了目前市场上存在两大类所谓的智能相机, 或许应叫智能视觉系统更为贴切。
一是理想化的将CMOS或CCD传感器、图像采集块、存储器、图像处理专用高速DSP,视频输出信号,以太网和RS232接口等集成到一很小的机箱内。毫无疑问,这是技术发展的趋势。 但是,局限于目前视觉技术,以及其CMOS/CCD传感器直接与A/D转换、存储器和图像处理专用高速DSP嵌入在一起,使其失去了很多的视觉应用所需的极为重要的灵活性,如该意义上的智能相机分辨率固定,无法灵活地应付不同分辨率的需求;另外,它不能支持多相机、多视野,因此客户不得不购买多个系统,通过网络通信,或独立检测操作,这无疑增加了成本和集成的困难。每次设置,该系统均需一PC配合设置,所谓的成本优势荡然无存。更加重要的是,该类系统极受其处理器性能的限制,使其在速度、算法优化上处于明显的劣势。并且无法开发添加自定义算法。基于以上的问题, 另外一种嵌入式智能视觉系统出现,它集于上述智能相机和传统定义的基于PC的视觉系统的优势于一身,恰到好处地弥补了各自的缺陷。同样的具有牢固的工业外壳,抗振动和冲击能力强, 其最主要的不同是将智能化嵌入到系统处理器上,同时保持了CCD传感器的独立性。这样的好处是增加了系统相机种类及不同分辨率的灵活性,同一系统可以支持不同品牌、不同分辨率的相机或传感器。同时,如需多相机、多视野,仅需一台智能视觉系统即可,这样极大地简化了集成,降低了方案的成本。另外,该类智能系统还充分享用最新处理器的高速和最大可能地优化各种图像处理算法。同时,该类智能视觉系统配置了功能齐全、性能强大的拖拉点击式图像处理分析软件,无需编程,无论是否具有视觉经验,均可方便、简单、最快地使用开发机器视觉应用方案。DALSA IPD的智能视觉系统就属于后一类智能相机。IPD的VA15、VA20、VA21系列还将I/O(10路输入,8路输出)完全集成到该系统内,无疑进一步地简化了系统集成、安装和降低了成本。IPD VA40/VA41是更高性能、更高速度的多相机智能视觉系统,可支持多达3~6个各分辨率的相机。IPD VA50/VA51支持线扫描、多相机系统。智能相机的发展趋势是速度更高, 性能更齐全,集成度更高,成本更低, 软件傻瓜性更强。另外,通用化和专业化两极性会更强。智能相机在各种工业检测应用非常广泛, 例如汽车制造业,制药生产流程中,各种产品包装、印刷质量的检测,PCB板安装检测,手机按键检测,半导体IC封装质量检测,饮料填充检测,饮料瓶封口检测,机器人导航定位等等。
智能相机优势明显

潘津先生
大恒图像总工程师
智能摄像机的优势主要体现在系统集成和使用的方便性上。智能相机是机器视觉设备的发展方向之一,从这几年智能摄像机的发展规模和速度都能证实这一点。
与使用PC或VME通用计算机的机器视觉系统相比,智能相机的优势主要体现在系统集成和使用的方便性上。了解机器视觉系统的人都知道,构造一套基于PC的视觉系统,要选择摄像机、图像采集卡、计算机和相应的软件系统,要在计算机上安装采集卡驱动程序,在这个过程中,使用者要考虑摄像机到采集卡的距离、采集卡是否支持和选定的摄像机、采集卡是否与计算机兼容等问题,所有这些,对于没有一定经验的用户是个障碍。而一体化的智能相机没有这些问题。智能相机的另一个优势是使用简单、易学。一些智能相机厂商将实时操作系统和图像处理软件(工具)固化在智能相机内部,使用时用户经过简单的培训,在图形界面上,按顺序选出所使用的工具,然后进行仿真、调试,即可完成软件的编程,不需要懂得复杂的图像处理原理,不需要掌握C语言编程技能,从而大大缩短了系统的研发时间和对人员的要求。国外一些文章把智能相机成本低也作为优势之一,但从目前的价格看,并不完全如此。不过我个人认为,在一些简单的应用场合(如检测工件或工件上某一部分的有无,简单的尺寸测量),研制出功能单一、性价比高的智能相机是可能的,并且有着良好的市场前景。智能摄像机的品种很多,用户需要与设备提供商一起,根据现场情况和检测对象,选择合适的型号。对于经验不够丰富的用户或集成商,建议至少要考虑以下几个问题:处理器的能力与速度;在不同软件的易用性和灵活性之间进行平衡;智能相机的IO端口与通讯,选型时要注意智能相机是否能够满足实际要求。智能相机是机器视觉设备的发展方向之一,从这几年智能摄像机的发展规模和速度都能证实这一点。我个人认为,智能相机的发展一是随着半导体技术的发展,其功能、处理能力会越来越强,在检测精度、速度等方面与PC平台视觉系统的差距会越来越小,但不会被取代。二是向低端发展,推出功能简单、成本低、使用方便的智能相机,用在传统传感器不能实现或需要多个传感器同时完成检测的场合。
选择越来越成熟的智能相机

叶敏女士
康耐视公司应用工程师
随着计算机技术以及CCD技术的发展,智能相机在处理速度、检测精度、通信速度、图像质量和分辨率等方面会有较大的提升,会逐步的接近甚至达到PC-Based系统的功能。
对于用户来说,选择智能相机首先必须确认的是检测要求,包括检测项目、精度、速度等各个方面,同时也必须考虑生产环境的影响,如光线、设备振动、安装空间等。然后根据这些方面去选择合适的、能够满足其要求的智能相机产品。特别需要关注的是运行结果的稳定性、操作的简易性、安装以及维护的方便性等。目前在国内智能相机更多的应用于汽车以及零部件行业、食品以及日用消费品行业、医药包装行业、电子行业、烟草行业、航空制造业,以及一些具有中国特色的新兴行业,如制卡行业,印刷印钞行业等。随着计算机技术以及CCD技术的发展,智能相机在处理速度、检测精度,通信速度、图像质量和分辨率等方面会有较大的提升,会逐步的接近甚至达到PC-Based系统的功能。康耐视公司目前拥有目前全球最全面的产品系列,涵盖了Checker、DVT、In-Sight等产品线,可满足客户不同层次的要求。其视觉软件的核心算法,与康耐视另一最权威的产品线—VisionPro系列相同步,功能从最简单的有无判断到业界公认的最高级的1/50 像素级PatMax定位一应俱全,并且通过强大的视觉开发队伍不断的更新升级。康耐视公司保持着一定的新产品推出频率,从性能、速度、精度等方面可以更好的完善现有产品线,以满足更多最终客户的要求。
智能相机将迎来新的发展

方志斌先生
北京凌云光视数字图像技术有限公司副总经理
我觉得有智能相机今后将迎来五大发展趋势。
智能相机并不是一个很严谨的概念,我的理解是:带有图像传感器,能同时进行图像获取与特定功能的图像处理,并能与相关设备进行通信的独立硬件单元。智能相机从最初简单的图像传感器,发展到带有一定图像处理功能的智能相机,目前已经发展到功能强大的独立机器视觉系统。我觉得有智能相机今后将迎来这么几个发展趋势:一是由于硬件水平的提高,智能相机的分辨率、处理速度、帧频等都有显著提高;二是线阵的智能相机会越来越多;三是在细分市场上针对特定应用的智能相机会不断发展;四是基于简单图像处理的智能传感器会占领一部分传统光电传感器市场;五是针对特定应用进行二次开发的智能相机软硬件平台也是发展方向之一。从目前智能相机市场情况来看,康耐视的In-Sight系列产品线齐全,功能强大,使用方便,价格较高;DVT在被康耐视收购后进行了产品线的整合,主要集中在中低端产品,且有线阵的产品,低端产品价格有较大的优势,另有checker为智能传感器,功能较单一,应该也是一个市场发展的方向,市场容量较大;PPT公司的智能相机产品性能不错,产品线也较丰富,价格稍低于康耐视,在接插件及制药行业的市场占有率较高;西门子自从收购了美国的RVSI之后,并成立了自已的视觉研发部,在ID reader及RFID领域有优势;日本松下公司的产品主要集中在中低端,性能一般,多与其PLC及工厂自动化产品一起销售,有其品牌和市场优势;日本基恩士公司产品更新快,性价比也很不错,多采用直销方式,销售拓展能力很强,市场的渗透力很强。还有很多其他的专业厂商,但相对来说市场占有率较小。
智能相机必须满足专业化的行业应用

杨森先生
北京嘉恒中自图像技术有限公司
常务副总经理
通用型的智能相机很难满足每个行业的特殊需求。因此,针对某个行业开发出来的智能相机势必会受到这个行业的推崇。
与传统基于PC和板卡的视觉产品相比,智能相机的主要优势在于集成度高,能够更高效的满足客户的要求,因为传统的视觉系统,客户要分别对相机,采集卡,图像处理软件进行分析和选型,所以智能相机的出现,大大减少了客户项目前期投入的时间和精力,同时也减少了二次开发的周期;另外,它体积小,安装和移动都比较方便,降低了安装在生产线和大型设备上的难度。智能相机在工业检测中的应用很多,如产品包装,印刷质量的检测,饮料行业的容器质量检测,卷钢质量检测,烟草生产的检测等。我认为,不同行业的应用,客户需求不尽相同,所以智能相机应该向专业化方向发展,因为通用型的智能相机很难满足每个行业的特殊需求。因此,针对某个行业开发出来的智能相机势必会受到这个行业的推崇。目前我们公司的智能相机正在酝酿之中,这是一个趋势,也可以说是势在必行。作为一个民族企业,我们将会不断推出自主研发的新产品,跟进国际机器视觉发展的脚步。
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作者:何发
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