视觉系统应用基础

[导读] NI视觉系统由数据采集相机和用于图像处理和I/O操作的控制器组成。 NI提供了各种可用作为视觉系统控制器的产品。每种产品都有其独特的功能，适用于不同的应用。其中部分差异在于处理性能、相机连接

NI视觉系统由数据采集相机和用于图像处理和I/O操作的控制器组成。 NI提供了各种可用作为视觉系统控制器的产品。每种产品都有其独特的功能，适用于不同的应用。其中部分差异在于处理性能、相机连接与I/O选项。本文提供了相关产品介绍及其如何应用于视觉系统中。

1. NI工业控制器

NI工业控制器是高性能的无风扇控制器，提供了最高级别的处理能力和连接性，适用于极端环境的自动化图像处理和控制应用。

图1. NI工业控制器可连接GigE Vision与USB3 Vision相机。

这些控制器搭载了最新的Intel Core处理器与Xilinx Kintex-7 FPGA，可进行FPGA图像协处理，适合高性能的机器视觉应用。 NI工业控制器可连接GigE Vision与USB3 Vision相机。此外还提供了用于双屏人机界面(HMI)的DisplayPort、工业通信端口与工业数字I/O，以便用户使用LabVIEW FPGA模块来进行自定义。 NI工业控制器采用GigE Vision标准，因而具有高级同步功能，例如基于以太网总线的确定性相机触发以及使用简易的API将分类/淘汰系统的视觉检测结果紧密同步的队列脉冲支持。 NI工业控制器提供了丰富的相机连接与高处理性能，可帮助您解决视觉应用的高带宽和低延迟需求。

2. Compact视觉系统

Compact视觉系统(CVS)是一种坚固耐用的自动化控制器，在小巧的外形结构中结合了相机连接、开放式通信与基于FPGA的I/O。 CVS专门用于实时采集并处理来自多个相机的图像，并且提供出色的灵活性、集成度与坚固性，适合多种工业级检测、校准与OEM视觉应用。

2. CVS可连接到多种GigE Vision与USB3 Vision相机。

CVS搭载了Intel Atom处理器，且兼容GigE Vision或USB3 Vision相机。系统包含了实时显示、工业通信端口以及可通过LabVIEW FPGA模块进行自定义的工业数字I/O。与工业控制器相似，NI CVS-1457RT和NI CVS-1458RT也具有高级同步功能，例如基于以太网总线的确定性相机触发以及使用简易的API将分类/淘汰系统的视觉检测结果紧密同步的队列脉冲支持。借助NI CVS，您就可获得所需的灵活性、机型、性能与功能来满足最棘手的视觉应用需求。

3. CompactRIO

CompactRIO控制器采用了最新的Intel Atom处理器与Xilinx Kintex-7 FPGA，提供了与GigE Vision和USB3 Vision相机的连接选项，且可向后兼容USB 2.0。

图3. CompactRIO结合了USB与Gigabit以太网相机连接选项和模块化I/O。

该处理器运行的是确定、可靠的NI Linux Real-TIme操作系统，可实现网络通信、数据记录、控制和处理等应用。用户可编程的FPGA使您能够自定义开发硬件来实现高速控制、在线数据处理或复杂的定时和触发。此外，FPGA也能用于FPGA图像协处理，可减少延迟与处理时间，使相机可用作为闭路控制应用的输入。 CompactRIO控制器也提供了多个插槽来集成数百个C系列I/O模块，使得I/O和传感器连接功能可轻松集成到视觉系统中。

4. 坚固的组成结构

NI工业控制器、CVS 与CompactRIO控制器采用无风扇设计，提供了固态硬盘驱动与更宽的工作温度范围，这不仅能降低维护需求，还可提高稳定性，从而可满足制造与嵌入式视觉应用的严苛需求。确定的NI Linux Real-TIme操作系统还可提高系统的运行可靠性，无需像Windows系统那样经常需要IT部门进行更新和干预。

图4. NI工业控制器、CVS与CompactRIO控制器在小巧坚固的封装中提供强大的处理性能。