Systemy wbudowane Vision: kluczowe komponenty, korzyści i rzeczywiste zastosowania dla inteligentniejszej automatyzacji

W szybko zmieniającym się świecie automatyki przemysłowej i inteligentnych technologii wbudowane systemy wizyjne zmieniają sposób, w jaki maszyny postrzegają i reagują na otaczający je świat. W przeciwieństwie do tradycyjnych konfiguracji vision, które opierają się na zewnętrznych jednostkach przetwarzających, wbudowane systemy wizyjne umożliwiają kompaktowym urządzeniom lokalne rejestrowanie, przetwarzanie i analizowanie obrazów na brzegu sieci, co prowadzi do szybszych czasów reakcji, zwiększonej wydajności i inteligentniejszego podejmowania decyzji. 


Dostarczamy wysokowydajne komponenty, które umożliwiają działanie wbudowanych systemów wizyjnych: kamery przemysłowe, precyzyjne obiektywy i zaawansowane rozwiązania oświetleniowe. W tym artykule wyjaśniono, czym są wbudowane systemy wizyjne, przedstawiono ich kluczowe komponenty, zastosowania oraz wyjaśniono, dlaczego stają się one niezbędne w nowoczesnych systemach maszynowych.

Systemy wbudowane Vision: kluczowe komponenty, korzyści i rzeczywiste zastosowania dla inteligentniejszej automatyzacji

Czym jest Wbudowany Vision i jak działa?

Wbudowane systemy wizyjne odnoszą się do integracji przechwytywania i przetwarzania obrazu bezpośrednio w kompaktowych, inteligentnych urządzeniach. Mówiąc prościej, oznacza to, że urządzenie takie jak robot, kamera lub nawet inteligentne urządzenie AGD może „widzieć”, rozumieć i reagować na swoje otoczenie wyłącznie za pomocą własnego sprzętu.


W przeciwieństwie do tradycyjnych systemów wizyjnych, które przesyłają obrazy do oddzielnego komputera w celu przetwarzania, wbudowane systemy wizyjne obsługują wszystko wewnętrznie. Dzięki temu są szybsze, bardziej wydajne i idealne do zastosowań, w których istotne są rozmiar, pobór mocy i szybkość

Kluczowe elementy systemu Wbudowany Vision

Czujniki wizyjne (Kamery):

  • Przechwytują dane wizualne z otoczenia, dostarczając surowe obrazy potrzebne do zastosowań wbudowanych systemów wizyjnych. Typowe interfejsy obejmują USB, Ethernet, MIPI itp.
  • Komputery PC oparte na ARM również wykorzystują kamery USB lub Ethernet. Przetestowaliśmy nasze rozwiązania z małymi płytkami rozwojowymi, takimi jak NVIDIA Jetson i Raspberry Pi, które są szeroko obsługiwane w wbudowanych systemach wizyjnych.
  • MIPI (Mobile Industry Processor Interface) jest odpowiedni do zastosowań o niższej rozdzielczości, chociaż może obsługiwać wyższe rozdzielczości w zależności od implementacji.
  • Kamery obejmują zarówno kompaktowe moduły, jak i modele z wbudowanymi funkcjami autofokusu, takie jak Kamera MIPI 2MP 10x AFZ Raspberry Pi.

VA-MIPI-210AFZ-60C Camera Mipi 1

Jednostki przetwarzające (komputery wbudowane):

  • Pełnią rolę mózgu systemu, analizując przechwycone obrazy i podejmując decyzje.
  • Obejmują opcje podstawowe, takie jak Raspberry Pi, aż po zaawansowane platformy, takie jak NVIDIA Xavier i Orin.
  • Wyzwanie polega na konieczności zachowania równowagi między mocą obliczeniową, kosztem i efektywnością energetyczną, szczególnie w przypadku konfiguracji o wysokiej rozdzielczości lub z wieloma kamerami.
  • Chociaż teoretycznie można zastosować dowolny procesor, najbardziej obiecujące dla wbudowanych systemów wizyjnych są wysokowydajne wbudowane procesory CPU, standardowe produkty specyficzne dla zastosowań, procesory graficzne (GPU) z procesorami CPU, procesory DSP z akceleratorami, mobilne procesory zastosowań oraz układy FPGA.

Green electronic circuit board on a white background

Algorytmy i oprogramowanie:

  • Przekształcają surowe obrazy w użyteczne informacje.
  • Zastosowania Vision zazwyczaj obejmują potokową sekwencję algorytmów do:
    - Poprawy jakości obrazu: Korekcji zniekształceń obiektywu, poprawy kontrastu i stabilizacji obrazów.
    - Ekstrakcji informacji o obiektach: Identyfikacji obiektów za pomocą technik opartych na krawędziach, ruchu, kolorze lub rozmiarze (np. przepływ optyczny dla ruchu, wykrywanie pieszych).
    - Wnioskowania i podejmowania decyzji: Analizy i klasyfikacji obiektów (np. rozróżniania pojazdów, pieszych lub znaków drogowych).
  • Wymagają znacznej mocy obliczeniowej, ponieważ złożone zadania mogą wymagać miliardów obliczeń na sekundę.
  • Nasze dedykowane rozwiązanie programowe, Daheng Galaxy SDK, zapewnia certyfikowane sterowniki, interfejsy programistyczne i kompleksowe narzędzia do pozyskiwania, przetwarzania i analizy obrazów. Ułatwia to integrację i sterowanie sprzętem VA Imaging w ramach systemów wbudowane systemy wizyjne.
  • Aby uzyskać jeszcze większą elastyczność, można wykorzystywać biblioteki i platformy open-source, takie jak OpenCV, które oferują tysiące gotowych algorytmów do szerokiego zakresu zadań Vision.
  • Do tworzenia rozwiązań opartych na Windows, Zebra Aurora Vision Studio oferuje graficzne środowisko typu „przeciągnij i upuść” z kompleksowym zestawem filtrów analizy obrazu, umożliwiające szybkie prototypowanie i wdrażanie zastosowań widzenia maszynowego – bez konieczności programowania

Software interface for Galaxy Viewer with camera equipment on a dark background

Obiektywy i oświetlenie:

VA_Imaging_industrial_camera_lens_and_lighting

Dlaczego Wbudowany Vision zyskuje na popularności?

Pozytywny cykl postępu technologicznego, w którym wydajniejsze procesory umożliwiają zastosowania na większą skalę, co z kolei napędza dalszy rozwój układów scalonych, szybko przyspieszając wdrażanie wbudowanych systemów wizyjnych. Kluczowe zalety Wbudowany Vision obejmują:

W pełni wbudowane w maszyny, dzięki czemu idealnie nadają się do zastosowań z ograniczoną przestrzenią

Dzięki lokalnemu przetwarzaniu danych wbudowane systemy wizyjne znacząco ograniczają narzut związany z transferem danych, poprawiają czasy reakcji i zmniejszają zależność od przetwarzania w chmurze. Ma to kluczowe znaczenie dla zastosowań czasu rzeczywistego.

Często jednokierunkowe i dostosowane do indywidualnych potrzeb, umożliwiające wysoce zoptymalizowaną wydajność w określonych zadaniach

Chociaż systemy klasy high-end mogą być złożone, nasze rozwiązania z interfejsami USB3 i GigE oferują opłacalne rozwiązanie dla zastosowań wrażliwych na budżet.

Typowe zastosowania wbudowanego systemu Vision

Wbudowany vision już rewolucjonizuje wiele branż. Oto tylko kilka rzeczywistych przykładów.

Egzekwowanie ograniczeń prędkości, rozpoznawanie tablic rejestracyjnych, optymalizacja przepływu ruchu i wykrywanie incydentów

Systemy wspomagania kierowcy, które ostrzegają kierowców przed nieuchronnymi kolizjami lub pieszymi

Zintegrowane z mikroskopami i innym sprzętem diagnostycznym w celu identyfikacji nieprawidłowości.

Zautomatyzowane linie produkcyjne do konkretnych zadań inspekcyjnych, takich jak kontrola jakości lub wykrywanie wad

Nawigacja środowiskowa, wykrywanie przeszkód, rozpoznawanie obiektów. A także w ramionach robotycznych – pojazdach autonomicznych, systemach pick and place itd.

Partnerstwo dla Twoich potrzeb w zakresie Wbudowany Vision

W miarę jak wbudowane systemy wizyjne nadal zmieniają automatyzację, potrzeba wysokiej jakości i dobrze zintegrowanych komponentów staje się coraz bardziej istotna. Właśnie tutaj pojawia się VA Imaging.


Nasze mocne strony:

  • Kamery przemysłowe: Niezależnie od tego, czy potrzebujesz kompaktowego modułu kamery do projektu na zamówienie, czy kamery szybkiej z określonymi interfejsami, wybór właściwej kamery jest pierwszym krokiem do stworzenia skutecznego wbudowanego systemu wizyjnego.
  • Precyzyjne obiektywy i oświetlenie: Nasz zespół pomaga wybrać najlepsze obiektywy i oświetlenie, aby zapewnić, że system rejestruje precyzyjne dane niezbędne do dokładnego przetwarzania i najwyższej wydajności.
  • Wsparcie ekspertów: Rozwój wbudowanych systemów wizyjnych wymaga wiedzy zarówno z zakresu wizji komputerowej, jak i wbudowanego sprzętu. Nasz zespół może pomóc wypełnić tę lukę, doradzając w zakresie komponentów.

Nasz zespół wspiera Cię w wyborze odpowiednich komponentów do Twojego systemu, zapewniając płynną integrację, optymalną wydajność i skalowalną konstrukcję, która rozwija się wraz z Twoimi potrzebami.


Projektujesz lub modernizujesz wbudowany system wizyjny? Skontaktuj się z VA Imaging już dziś, aby omówić swój projekt i uzyskać fachową poradę dotyczącą wyboru odpowiednich kamer, obiektywów i oświetlenia, aby urzeczywistnić swoje zastosowanie.