發布日期：2022-04-26 點擊率：74
工業相機，效用幾何"/>
如今，人工智能被稱為經濟發展的新引擎，而做為人工智能核心技術之一的視覺技術市場也開始火爆起來，但與活躍的市場形成鮮明對比的是，總體上中國工業相機價格競爭慘烈、機器視覺行業從業人員非常艱辛、尤其是技術主導型視覺公司。
在市場很火的現狀下，人們必須思考為什么工業相機的價格競爭如此慘烈?如果工業相機對于高端制造業來說非常具有價值，那么除了慘烈的價格競爭之外，究竟還有什么效用?要理清楚這個問題，人們首先必須明確兩個最基本的概念，第一，什么是機器視覺;第二，什么是工業相機。定義清楚，才能少走彎路。根據相關資料記錄，機器視覺(MV)指的是“針對所有硬件和軟件相結合的工業和非工業應用，為基于圖像采集和處理功能的設備提供操作引導”。而工業相機指的是“一種用于機器視覺系統的成像裝置，該成像系統包括成像傳感器芯片和各種基于電子的功能，它們將物體的視覺圖像一起轉換為電子脈沖”。
事實上這兩個概念傳遞了非常重要的信息，機器視覺歸根結底是一種應用主導型技術，即是由市場和應用需求來驅動的，機器視覺本身需要一個復雜的硬件和軟件系統進行支撐，這其中就包括了客戶的具體應用要求、軟件、工業電腦、工業相機、鏡頭和光源等。
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圖1 Baumer公司的示意圖
圖1傳遞了兩個信號，第一，工業相機產品最核心的價值并不在于其本身價格有多低，或者為客戶節省了多少成本，而是做為關鍵的成像技術和圖像處理軟件的硬件載體，能夠為解決客戶問題和應用帶來多大的效用或價值。第二，想要開拓工業相機銷售或市場，如果只懂低價競爭，不去深入了解客戶需求，對客戶而言沒有實現其效用最大化。那么，工業相機的效用最直接的體現在什么地方?優秀的圖像品質?卓越的信噪比?高幀率和高分辨率?其實，針對工業相機而言，最重要的是要穩定。當然，實現這些，企業必須避免惡性競爭，有能力和財力持續進行產品研發投入。
如果一臺工業相機連續每天工作24小時，不存在掉線、丟幀等最基本問題，而且能與現場其他電氣設備完美兼容，無疑會讓機器視覺的檢測效率極大提升、工程師會節省大把的時間用于更有價值的技術開發，而不是“一直在路上”、當機器視覺機器高效的轉化為現實生產力的時候，“人工智能成經濟發展的新引擎”也將不在是夢想。
當然，做為應用驅動型的產品，不得不承認工業相機在某些行業的需求價格彈性非常大，如果對工業相機的幀率和穩定性沒有太多的要求，圖像噪聲或多或少不影響檢測，那么這個行業必然成為一片紅海，大量的同質替代品出現、用戶關心更多的是能節省多少成本以及短期快速收益，最終的結局必然是價格趨同。
但是回到工業相機和機器視覺的定義本質，就會發現總有一些行業是對工業相機本身做為技術和應用的載體多體現的價值認可的，愿意為其效用，即通過消費該類商品和服務產生的滿足程度，來支付更高的價格。而做為工業相機提供商，必須思考如何在工業現場最大程度的將工業相機的效用帶給客戶來獲取認可。例如，Baumer的工業相機。從產品本身來說，Baumer工業相機目前均采用了主流的CMOS傳感器，只是在產品特點和功能開發上不斷的貼近客戶，深刻理解客戶針對工業應用的訴求。就工業現場而言，我們發現有幾個主要特點：環境復雜，很多現場要考慮在潮濕、粉塵、強電磁干擾等條件下工業相機如何穩定工作;工業設備針對不同應用要求，要考慮相機供電方式、與其他設備(如PLC、PC)的兼容性、相機接口方式、與客戶端軟件的兼容性等;相機工作方式需要考慮的是檢測物體的具體狀態，尤其是要深刻理解客戶檢測要求背后的真正訴求是什么，如何針對高速運動拍攝對相機進行控制，如何實現穩定無故障拍攝等。
圖2 Baumer工業相機
首先，就防護等級而言，Baumer工業相機針對客戶應用目前專門研發了防護等級為IP67的寬溫相機，工作環境溫度可以達到-40°C～+70°C，而且相機內部集成溫度傳感器，可以實時監控相機溫度。此外，該系列相機特別針對現場惡劣環境進行測試，最高可承受100g的沖擊和10g的震動。
其次，針對工業現場供電，Baumer采用了8～30V DC的寬電壓供電方式，相機觸發采用debouncer等濾波設計，確保相機不受現場干擾可以穩定接受觸發訊號。為了確保高精度測量數據的溫度性，Baumer所有相機傳感器都封裝在散熱支架上，良好的散熱可以確保芯片的噪聲較低，數據的時間漂移得到良好控制。
再次，針對特別苛刻的檢測要求，例如，Baumer專門基于SONY Pregius芯片發布了曝光時間最短1us的系列產品，確保針對高速運動物體拍照的清晰度和對比度。針對大數據傳輸，Baumer研發了基于萬兆網(10GigE)接口的1200萬分辨率相機，最高幀率達到335fps，相機內部帶有2GB的存儲。針對大熱的3D應用，Baumer也推出了基于FPGA編程的3D相機，該相機擁有一個適用于激光三角測量的專用的預安裝程序。借此，可以在相機內以亞像素的精確度定位激光線的焦點，以便僅傳輸輪廓數據，從而大幅減少需要傳輸的數據量。最高1200萬像素的分辨率、在4K的線寬和128線時高于2.5 kHz的分布率，即便在加工速度很高時該相機也能可靠地識別出最細微的偏差等。
總之，堡盟致力于將工業相機在機器視覺中的效用最大程度的發揮出來，希望為用戶帶來愉悅使用體驗的同時，通過節省工程師的時間和精力，幫助企業節省成本，同時希望為中國的先進制造貢獻微薄之力。
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