基于PC的机器视觉系统

　　1 引言

　　机器视觉是利用光电成像系统采集被控目标的图像，经计算机或专用的图像处理模块进行数字处理，根据图像的像素分布、亮度和颜色等信息，进行尺寸、形状、颜色等的识别。这样，就把计算机的快速性、可重复性，与人眼视觉的高度智能化和抽象能力相结合，大大提高了生产的柔性和自动化程度。

　　对于机器视觉的研究应用，日本、德国和美国等发达国家早在上世纪60年代就开始了。到上世纪90年代，随着光电子技术和计算机技术的发展，机器视觉已取得了广泛的应用，其市场潜力十分巨大。在1984年，西欧的工业视觉系统的销售总额达到589万美元，到1989达到近4320万美元。而在美国，1984年的视觉系统销售总额达到6000万美元，到1994元近12亿美元。在日本，2000年机器视觉市场为300～400亿日元。另据“视觉系统国际公司”的一份市场调研报告显示:1999-2004年北美的机器视觉市场规模从16.8亿美元增长到19亿美元(年增长率为12.4%)。从上述数据可以看出机器视觉技术发展之快、市场之大。国内的机器视觉发展较发达国家晚，目前尚属概念导入期，但其市场潜力不可忽视。由于中国正成为“世界工厂”，与制造活动密切相关的机器视觉技术正逐步被商家认可和接受。而且在中国，机器视觉行业还是刚刚起步，相对其它行业来说竞争还不是很激烈。所以，谁占了市场先机谁就赢得了主动权。相信再过几年，中国将会成为全球继北美、欧洲与日本后的第4大机器视觉市场。

　　2 两类视觉系统的比较

　　从组成结构来分类，典型的机器视觉系统可分为两大类:PC式或称板卡式机器视觉系统(PC-Based Vision System)，以及嵌入式机器视觉系统，亦称“智能相机”(Smart Camera)或“视觉传感器”(Vision Sensor)。PC式视觉系统是一种基于个人计算机(PC)的视觉系统，一般由光源、光学镜头、CCD或CMOS相机、图像采集卡、图像处理软件以及一台PC机构成。基于PC的机器视觉应用系统尺寸较大、结构复杂，开发周期较长，但可达到理想的精度及速度，能实现较为复杂的系统功能。另一类是嵌入式视觉系统，嵌入式视觉系统具有易学、易用、易维护、易安装等特点，可在短期内构建起可靠而有效的机器视觉系统，从而极大的提高了应用系统的开发速度。表1列出了两类视觉系统在检测速度、测量精度等指标上的优劣对比[1>。

　　表1 嵌入式视觉系统与PC式视觉系统的优劣对比

　　业界人士指出，目前在中国使用简便的智能视觉传感器占了机器视觉系统市场60%左右的市场份额。由于PC式视觉系统在整体成本、灵活性、用户化界面、速度以及精度等方面的优势，笔者认为接下来的2～5年，在中国市场上PC式视觉系统将与嵌入式视觉系统平分秋色。