什么是NI视觉？

石鑫华视觉

概览

30余年来，NI作为测量和自动化领域的翘楚，提供着面向全球工程师和科学家的强大硬件平台和灵活软件。 10多年以前，NI产品系列中便纳入了机器视觉。 NI机器视觉平台中的硬件产品，既包含用于PCI和PXI系统的插入式设备，也包含传感器自身能够进行图像处理的NI智能相机。 软件选择包含：从各类相机上获取图像的图像采集软件、世界一流的图像处理库、用于工业机器视觉应用的可配置式界面。
目录

• 为何选择机器视觉？
• NI视觉硬件
• NI视觉软件
• 卓越的可伸缩性
  

1. 为何选择机器视觉？

工程师和科学家舍弃了其他传统的传感器和测量工具，转而使用与许多传统工具相比能够提供独特功能的机器视觉。 试想，如果一部传送带以每分钟300个部件的速度传送物品，而您希望对生产线上的物品进行简单的宽度测量。 选择传统工具，您需要借助卡尺准确读取数据。 但您却无法有效测量每个部件，因此便需要借助采样并且每次测量第100个部件，这意味着系统在一个组件上会消耗20秒钟将物体从传送带上取下，进而对其进行测量和替换。 此外，当操作人员或机械臂试图从传送带上取下并替换该物品时，还有物品受损的风险。

选择机器视觉，您能够检测各个部件，而无需进行随机采样并希望其他部件也完好无恙。 由于机器视觉工具不具破坏性，您不仅能够确保部件在测量过程中毫发无损，还能够实现极高精度的测量。

             

图1. 机器视觉应用的实例

传统型传感器使得其他许多任务面临难以有效执行，甚至根本无法执行的窘境。 而如果灵活的机器视觉软件和硬件具备了足以开展测量的强大功能，那么，确认标签、计算进入瓶中的弹丸、监控超速移动的子弹、读取或识别包装上的文字、读取1维和2维条形码以及许多其他应用，都将易如反掌。 您的确可以通过传统工具实现许多其他应用，而机器视觉却能简化这些任务。 例如，若选择传统工具，您需要将一系列热电偶布满压力罐各处并观察各个热电偶，从而监控压力罐温度异常的情况。 采用机器视觉，一个红外摄像头就能够观测整个压力罐，您也能够通过机器视觉软件来检测压力罐各点的精确温度，而不仅局限于队列中的部分区域。

至页首

2. NI视觉硬件

NI视觉硬件提供满足不同应用需求的各种选择，并配以相同且灵活的软件。 许多希望在测量中纳入视觉数据的工程师和科学家，对插入式NI帧接收器的高速和同步选项青睐有加。 NI的插入式板卡可与Camera Link（在当前的标准摄像头接口中具有最高带宽）、IEEE 1394、千兆位以太网视觉、模拟、并行数字总线，配合使用。 如需获取这些总线的各项信息（其中包括这些总线各自的优势），请访问选择最合适的摄像头总线。 对于PC总线而言，NI视觉硬件支持PCI Express、PCI和PXI。

图2. 插入式NI帧接收器

其他NI机器视觉选项包含2类可靠的工业解决方案——NI Compact视觉系统和NI智能相机。 NI Compact视觉系统能够直接连接多达3个IEEE 1394摄像头，并配有板载处理器和现场编程门阵列(FPGA)用于精确定时和自定义数字I/O接口。 与NI推出的IEEE 1394帧接收器类似，NI Compact视觉系统支持任何与DCAM兼容的机器视觉摄像头。 NI提供3款具有不同板载内存与处理器速度的NI Compact视觉系统。 请查看NI Compact视觉系统页面，了解详细信息。

                     

图3. NI Compact视觉系统(左) 和NI智能摄像头是NI推出的2项可靠的工业机器视觉方案。

第2类用于机器视觉的工业方案是新型NI智能相机，它将高品质的CCD图象传感器和PowerPC处理器结合在适于工业环境应用的坚固封装中。 智能相机凭借坚固和易于使用的重要特性，成为诸多工业应用的理想选择。 请访问NI智能相机页面，了解视频教程、规格和其他信息。

至页首

3. NI视觉软件

NI提供了3款用于机器视觉的软件产品。 NI视觉采集软件提供的驱动和函数调用，既能够从数千种连接到NI帧接收器上的不同相机上采集图像，也能够从连接在PC、PXI系统或笔记本计算机上标准端口的IEEE 1394和千兆位以太网视觉相机采集图像。 关于本产品所支持的相机名录，请参阅工业相机配置指南。 NI视觉采集软件被纳入了NI视觉硬件和其他2项软件产品——NI视觉开发模块和用于自动检测(AI)的NI视觉生成器。

视觉开发模块作为强大的机器视觉处理库，配有各类函数，其中包括：边缘检测、颗粒分析、光学字符识别和验证、1维和2维代码支持、几何与模式匹配、颜色工具。 该模块可与NI LabVIEW和LabWindows/CVI软件，以及C、C++、Microsoft Visual Basic、Microsoft .NET配合使用。 因此，您无需改变程序语言，便能够将机器视觉轻松添加至现有应用。 您还可通过视觉开发模块的同步功能，实现与运动或数据采集测量的同步。

图4. NI LabVIEW中的NI视觉开发模块(左) 和NI视觉生成器AI

如果您不希望对视觉应用程序进行编程，便可使用视觉生成器AI——一款用于机器视觉且受菜单驱动的可配置式界面。 该应用基于简单易用的状态图模型，可构建基于检测结果的分支或循环。 视觉生成器AI配备40余种强大的机器视觉函数与步骤，能够实现同可编程逻辑控制器(PLC)、可编程自动化控制器(PAC)、人机对话界面(HMI)等扩展I/O的通信，是适用于诸多工业应用的理想式开发环境。 如需获得该软件的演示、白皮书和免费下载，请访问NI视觉生成器AI网页。

至页首

4. 卓越的可伸缩性

NI视觉硬件平台的范围从基于PCI和PXI的系统延伸到NI Compact视觉系统，再到配有新型NI智能摄像头的传感器本身。 视觉开发模块和视觉生成器AI支持着这一系列的硬件。 这意味着：您能够通过连接于NI帧接收器的现成即用机器视觉相机，对机器视觉的算法进行设计和建模；还意味着：您只需对LabVIEW代码或视觉生成器AI检测进行最小程度的调整，即可将相同的应用部署至NI智能相机。 如果系统要求发生改变，您又需要获得比原有平台更多的处理能力或更高的吞吐量，NI视觉硬件平台还可提供向上可伸缩性。 您能够轻松转换至NI视觉硬件平台中的其他选项，并沿用您已有的代码。