工业物联网&机器视觉

一、 工业物联网与机器视觉


1、概念

机器视觉是一项综合技术,包括图像处理、机械工程技术、控制、电光源照明、光学成像、传感器、模拟与数字视频技术、计算机软硬件技术(图像增强和分析算法、图像卡、 I/O卡等)。

一个典型的机器视觉应用系统包括图像捕捉、光源系统、图像数字化模块、数字图像处理模块、智能判断决策模块和机械控制执行模块。

机器视觉系统最基本的特点就是提高生产的灵活性和自动化程度。在一些不适于人工作业的危险工作环境或者人工视觉难以满足要求的场合,常用机器视觉来替代人工视觉。同时,在大批量重复性工业生产过程中,用机器视觉检测方法可以大大提高生产的效率和自动化程度。

工作原理:

机器视觉检测系统采用CCD或者COMS照相机将被检测的目标转换成图像信号,传送给专用的图像处理系统,根据像素分布和亮度、颜色等信息,转变成数字化信号,图像处理系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征,如面积、数量、位置、长度,再根据预设的允许度和其他条件输出结果,包括尺寸、角度、个数、合格 / 不合格、有 / 无等,实现自动识别功能。


2、机器视觉特点

①、精度高:

通过选取合适的镜头及感光器件的分辨率,机器视觉可以提供很高的测量精度

②、连续性高:

由于机器视觉为非接触测量,并不产生机械磨损和对物体的接触,所以使用寿命长,维护工作量小。

③、灵活性高:

机器视觉能够进行各种不同的测量。当应用变化以后,只需软件做相应变化或者升级,即可适应新的需求。

二、TI AM5718助力机器视觉解决方案

TI AM5718处理器可以实现图像采集、算法处理、显示、控制等功能,AM5718内部集成 Cortex-A15单核处理器主频高达1. 5GHz、分析和实时计算的C66x数字信号处理器( DSP)主频750MHZ、两个双核可编程实时单元(PRU)主频200MHz、两个 ARM Cortex-M4内核主频213MHZ。具有实时控制、低功耗、多标准工业控制网络互联、工业人机界面的优化、2D/3D图形处理、1080 HD的高清视频应用、工业控制设备的小型化等特点。广泛应用在机器视觉、工业通讯、汽车多媒体、医疗影像、工厂自动化、工业 物联网等领域。



三、 飞凌嵌入式AM5718 嵌入式开发平台

1、FET5718-C 核心板

FET5718-C核心板搭载TI AM5718处理器,并将处理器所有引脚全部引出,配合接口丰富的功能底板,操作系统支持最新的Linux4.9.41、QT5.6,可帮助用户快速完成基于AM5718处理器的复杂设计。

2、OK5718-C 开发板

为了便于用户使用FET5718-C核心板进行功能评估和开发,同时推出OK5718开发板,将常用功能接口全部引出。

(具体参数见相应产品详情)

四、 基于 飞凌 FET5718-C核心板 机器视觉方案应用框图




五、功能特点

1、集成DSP+OPENCV开发环境

CPU集成实时计算的C66x数字信号处理器DSP主频750MHz,可利用OPENCV+DSP, 实时快速地实现各种数字信号处理算法, 准确的获取图像信息并进行复杂的算法识别。提供Sobel、人脸识别DEMO、OpenCV+OpenCL+OpenGL测试DEMO。

2、PRU-工业可编程实时单元

a、CPU内部采用了独特的子系统,子系统被称为可编程实时单元工业通信子系统 (PRU-ICSS),可以集成实时工业通信协议并避免使用外部 ASIC 或 FPGA。PRU-ICSS 可以使用以太网、现场总线、接口和冗余协议,包括 EtherCAT、Profibus 和 Profinet 的认证解决方案。

b、实时IO控制,超低延时控制,可达ns级别。

c、可广泛应用在数控机床、继电保护、电力控制等需要实时响应的场合。

d、独立的控制核心,独立的中断与内部RAM资源,可直接访问外设。


3、多路高清摄像头接口

FET5718-C核心板支持2个8 位并行接口,2个8/16/24位并行接口,2个MIPI CSI-2 串行接口,支持DVP 5640、MIPI 5640、USB摄像头,支持拍照、预览、录像功能,DVP 5640摄像头支持自动对焦!(图片更换为多路摄像头)。支持1920*1080、1280*720、640*480三种分辨率。

4、体积小巧、性能强悍、功耗更低

 FET5718-C核心板尺寸仅50*70mm,相比传统的X86工控机解决方案体积更为小巧,功耗低本身就是ARM架构的一个传统优势,AM5718处理器在保证非常低的功耗前提下依然实现非常高的运算速度。FET5718-C全工业级设计保证-40-85℃范围内稳定运行。深度优化文件系统由官方提供的3GB精简至1.6GB,提升了启动速度,并完善批量生产烧写模式,推出SD卡一键烧写,无需人工干预,提高生产效率。

六、机器视觉 应用方向

广泛应用于工业通信、人机界面、HMI、自动化控制、工厂自动化、楼宇自动化、机器视觉、医疗成像、测试与测量、 汽车多媒体等应用领域