机器视觉进行时

作者：Mark T.Hoske    来源：中国传动网

欢迎访问e展厅 展厅 10 机器视觉展厅 工业相机, 镜头, 视觉传感器, 图像采集卡, 视觉光源, ... 调查显示，操作的简易性为用户提供了很好的体验。别犹豫，使用者认为早就该使用机器视觉了。 展望这样的场景：排除了一切高速运转障碍的硬件与软件驱动着机器人，并且以零错误率的操控方式读取零部件和标签上的字符。Control Engineering和Reed Research Group最近的调查显示，许多机器视觉设备的预订者正是出于这样的或其它一些目的——他们之中许多都获得了成功，另外有一些则面临安装方面的问题。共有94%的预订者期望在未来的12个月内投入相等或更多的资金用于机器视觉设备，52%的人表示，他们期望投入更多。一位被调查者说：“使用了视觉系统能够消除引起客户不满的高额成本。现在看来，这应该是一种若干年前就应当被采用的工具。”（两种专利产品和数种主要生产商的最新产品会在下文中被介绍。） 机器视觉的使用范围远远超出了质量控制。如下面的直方图所示，在被调查的对象中，读条形码、产品检验、装配驱动以及机器运行控制是最主要的运用。2007年的调查显示，机器视觉的使用率正逐步增加，随之而来的主要问题在于安装方面。毫不令人吃惊，30%的被调查者使用集成的机器视觉商帮助安装，而15%的未使用集成商的买家表示，他们计划在下一年采用集成商。我们同时发现，主要生产厂家（见下文）最新的机器视觉产品将重点放在了易用性上。 性能，支持 被调查者认为，机器视觉应该具备的特点，依据重要性排列依次为：性能、易于使用、技术支持、易于安装、拥有一套完整的解决方案（包括软件），坚固耐用、价格、订制能力、速度、完整的工具集以及专家整合。 调查的结果显示，目前用于机器视觉的主要网络中，81％是以太网TCP/IP，74％是RS-232，58%是私有网络，57％是4-20mA，53%是千兆以太网，50％是0-10V，49%是USB，49％是DeviceNet，42%是通过照相连接，另有41％是通过以太网其他协议连接的。 机器视觉在使用中遇到的限制，依据重要性排列依次为：资金预算、与其他自动化项目的连接优先级、工程资源、工厂员工的接受程度、对视觉技术的理解以及使用难度。 那些去年购买了机器视觉的被调查者中，20%的人购买了1到2套，38%购买了3到6套，22%购买了7到15套，19%购买了16套以上。其中，44%的人使用了所谓的“敏捷视觉传感器”，而82%的人认为这种传感器符合他们的要求。少于一半的人（42%）认为机器视觉的使用太过复杂或昂贵。 用户喜欢简易的安装 被采访者被问到机器视觉迎合他们需求的原因。在他们的评价中，14项是与使用相关的，其中4项指出了机械显示设备在使用中优于其他的传感器。8项是与配置或准确性相关的，另外的8项是与易用性相关的。 关于配置方面的评价包括：能够将整个系统整合在一台摄像头中。消除了光线与色彩导致的正片错误。测量快速、可重复、准确且检测范围宽。 敏捷传感元件在色彩检查方面具有质量保证。虽然安装上的要求较高，但它是值得信赖的。 这样的系统能够使计算机从反马赛克、色彩校正以及其它一些繁琐的操作中解放出来。 用户反映，机器视觉易于使用和转换，迎合甚至超出了他们的期望，为维修人员提供了便利，显示出了良好的投资回报率（ROI）。 机器视觉的特殊应用包括：填充和包装系统，定时传送系统及过程控制。其它的反馈建议有： 我们清楚这种传感器的显示局限；它们在推荐的领域内表现良好。我们需要一台真正好用的摄像头。发现这样的敏捷传感器是值得信赖的。 对于复杂的传感要求而言，视觉传感器是值得信赖的。 避免错误 出于帮助他人的目的，被调查者分享了视觉系统无法满足他们需要的原因：三维监控不成功；生产过程中的样品识别不令人满意；无法在同一台机械设备上选择多步运行选项；工具不足； 需要一台高端系统；操作需要实时监控；操作者需要太多地培训才能整合新产品；传感器在无法实现高水平的重复；在检验过程中，视觉传感器无法提供中断或取消的功能。 然而，积极地评价总是多于消极的评价。一位受访者惊讶于机器视觉为何没有得到更频繁的应用。他把机器视觉的使用比作是“最简单灵活，容错性最好、最值得信赖的解决问题的方式”。 机器视觉制造商 受访者在过去的12个月中购买的机器视觉的主要制造商名单被列举在了下面。依照降序排列，它们依次是：Cognex（DVT）, Banner Engineering; Keyence; National Instruments; Omron Electronics; Matrox Imaging; ipd（Dalsa Digital Imaging的一个集团）; PPT Vision; Siemens（RVSI Acuity CiMatrix）; Systech International; JAI Pulnix以及Toshiba。另有19%的受访者选择了其它公司的产品。 最小的高性能ID识别器 Cognex公司的高性能固定型ID识别器DataMan 100识别范围很广，从印刷条形码到最难识别的2D直接标注式编码（direct-marked code）都能够识别。这种识别器据称封装比一个翻盖电话还小，却提供了无与伦比的编码读写性能和简易性。它使用了IDQuick软件，一种Cognex全新的用于超高速编码解码的工具。一台安装了广受赞誉的IDMax软件的机型同样能够读取最难识别的DPM编码。所有的DataMan 100识别器都整合了照明装置、蜂鸣器、可调光学部件、内建瞄准器以及一个按键，因而易于安装。这种识别器适合用来识别汽车、包装、电子产品、医疗设备及药物制品上的一维或二维编码。 单片式或分体的彩色可视传感器 Barnner Enginnering公司最近推出了两款用于色彩监控的可视传感器：一款单片式的PresencePlus P4 Color Omni和另一款拥有一个紧凑型摄像头和一个安装在DIN轨道上的独立控制装置的PresencePlus Pro Color传感器。它们都采用了色彩匹配工具检测特定的颜色，且能够检测出任何的色彩变化。它们的特点是，色彩分辨率达到了752×480，采用了CMOS感光元件，并且包括了全部的PresencePlus 可视工具：定位，图案识别和计数，图形识别和计数和边缘、物体、误点、平均灰度测量。这类传感器能够在色彩是主要特征的场合得到应用，例如汽车发动探测（automotive fuse vertification），药片色彩匹配，LED位置校正以及色彩一致性监控。 更灵活，更简便的视觉软件 National Instruments公司发布了用于自动化检验的NI Vision Builder第三版。最新的版本升级了用于配置、基准校验的互动软件以及用于完全部署机器视觉的免编写程序。这一版本引入了一种新型的状态机处理模型（state-machine process model），据称能提供给工程师最灵活的配置电子眼的环境。工程师能够定制检验的操作流程，从容面对部件排列、部分检验和验证等方面的挑战。借助于状态机，Vision Builder AI将编程语言的灵活性与环境配置的易用性结合了起来。 专利简易色彩显示 Omron公司新一代的FZ彩色显示传感器采用了真彩色技术和智能摄像头，能够在高速情况下可靠地自动检测到色彩对比度较低的物体。Omron公司的高级真彩色传感引擎（ARCS）捕捉并处理1677万种颜色，这已经接近了肉眼的色彩感觉能力。这一引擎对外表现为使用了单色或错误色彩对比度转换及分析方法的系统。公司表示，这是业界唯一的一套装备了4个摄像头捕捉器和真彩装换器的系统。它的控制器可以安装在一个传统的盒式单元中，也可以处于减少空间的考虑而安装在一个LCD触摸屏内部。图像和工具设置能够在屏幕上显示，只需要简单的拖拽式安装即可。在线编辑功能允许在联网情况下做出改变。这一系统还内嵌了激活软件。 专利 改进型视觉设备 Dalsa Ipd推出的VA3X显示设备，可以安装在一个紧凑型DIN可移动式装置中。它为用户提供了快速的安装，拥有良好的工厂布线，并能够通过选择不同的传感器分辨率支持一到两部摄像头。它的表现比传统的VA2X产品高出两倍以上，两者的引脚和软件都相同。VA3X在处理器及系统资源方面做了升级，以便支持需要更强处理能力和更高图像分辨率的设备。VA30包括了易用型和即插即用的iNspect软件，而VA31 包括了一款据说是业界顶级的机器视觉软件Sherlock。用户界面、灵活性能够迎合不同使用者和集成型机器视觉的需要。 定态数据阵列和条形码识别器 据Siemens公司透露，它们的Simatic VS130-2定态数据阵列读取器在捕捉二维数据阵列和一维条形码方面有着最好的表现。它能够可靠地捕捉不同表面上的印刷、光刻和用各种方式钻刻上去的编码。VS130-2拥有大量的通讯选择及一个基于浏览器的安装界面，将这套识别系统与自动化解决方案整合十分简单。Siemens是在2005年10月收购的RVSI Acuity CiMatrix。 (end)

文章内容仅供参考 (投稿) (10/9/2007)