标题：集成式机器视觉系统
目录
集成式机器视觉系统的组成部分
集成式机器视觉系统的优势
集成式机器视觉系统的不足
典型的集成式机器视觉系统
集成式机器视觉系统的发展趋势
集成式机器视觉系统的选择指南集成式机器视觉系统的组成部分1.图像采集单元
相当于采集卡，并输出至图像处理单元。
2.图像处理单元
实现图像采集卡/处理卡的部分作用，对采集到的图像数据进行实时的存储，并在图像处理软件的支持下进行图像处理。
3.图像处理软件
图像处理软件在图像处理单元硬件环境支持下，完成图像处理功能。如标定、定位、几何测量等。
4.网络通信装置
完成控制信息、图像数据的通信任务。集成式机器视觉系统一般均内置以太网通信接口，并支持多种标准网络和总线协议，从而使多套集成式机器视觉系统构成更大的机器视觉系统网络。集成式机器视觉系统的优势集成式机器视觉系统具有易学、易用、易维护、安装方便等特点，可在短期内构建起可靠而有效的机器视觉系统。其优势主要表现在：
1.应用便捷
由于集成式机器视觉系统已经固化了成熟的视觉功能，同时提供便捷的社会子界面，无需编程。可以快速实现定位、几何测量、有/无检测、计数、字符识别、条码识别、颜色分析等功能，可适应大多数机器视觉应用。
2.稳定性高
集成式机器视觉系统实现了图像采集单元、图像处理单元、图像处理软件、网络通信装置的高度集成。通过可靠性设计和测试，硬件兼容比从不同制造商购买的板卡、相机、PC组成的机器视觉系统更好，可以获更高的稳定性。
3.体积小
集成式机器视觉系统结构紧凑，尺寸小，易于安装在工业生产线和各种设备上，且便于装卸和移动。
4.网络功能
集成式机器视觉系统通常提供较好的网络功能，借助网络优势，可以实时地应用到每一个工业监测点。
5.成本低
集成式机器视觉系统集采集处理于一身，不用配置PC系统和图像采集卡，大大降低了视觉系统的成本。同时，集成式机器视觉系统很少的组成部件导致更低的故障，降低维护成本。集成式机器视觉系统的不足1.处理能力
PC系统快要通过较高的配置实现高速的出处理，适应更高的检测要求，如配置高速高分辨率的相机，高速处理器等。而对于集成式机器视觉系统而言，由于集成化的设计，受到处理器、内存等方面的限制，不是和对大数据量进行复杂的运算。在高速和高精度要求的场合集成式机器视觉系统目前还无法和PC-BASED较量。
2.灵活性
PC-Based系统快要适应复杂的应用，可以更灵活的进行配置和控制。在算法上，可以通过各种高级语言实现复杂运算。当要提高精度时可以通过提高系统配置、增加相机数量来实现。而集成式机器视觉系统在这一点上就差一些，通常配置标准化，用户仅能配置固定的功能。典型的集成式机器视觉系统集成式机器视觉系统发展已经有将近10年的历程，多加机器视觉公司都有自己的集成式机器视觉产品。按照产品特点，智能相机可以分为分体式和一体式的两种。分体式集成式机器视觉系统的图像处理、通信、存储功能由控制器完成，控制器提供有相机接口，可以与多台、多种工业相机相连，共同完成采集、处理机结果输出的功能，典型产品美国Cognex的Insight5000系列等。
1.处理器
处理器各家公司采用的都相同。Congex的Insight系列集成式机器视觉系统采用TI公司的DSP为图像处理器，部分型号另配有Motorola公司的PowerPC用作通信功能。总的来说，集成式机器视觉系统上所采用的处理器有CPU、DSP、FPGA、PowerPC等多种，其所使用的型号处理能力也都不一样，有些集成式机器视觉系统还常常采用多个处理器协同工作。
2.采集性能
对于一体式的集成式机器视觉系统来说，采集芯片的指标是固定的，而且处于数据传输速度、处理能力、内部存储等方面的考虑，一般其分辨率和帧速率都会从产品定位上优化设计，以便能以较低的成本得到了相对更高的性能。而分体式集成式机器视觉系统的相机扩展能力可媲美PC系统。
3.接口能力
集成式机器视觉系统由于需要脱离PC单独运行，因此一般都提供非常好的接口性能，离散IO/以太网、USB/串口等等。一体式集成式机器视觉系统由于体积限制，通常采用通信扩展模块来提升通信能力，而分体式集成式机器视觉系统的控制器则可以将各种通信功能集成于一体，满足不同场合的要求，有的还可以直接外挂监视器。[1]集成式机器视觉系统的发展趋势由于集成式机器视觉系统具有系统结构简单、易于集成、功能强大、使用方便、性价比高等特点，在机器视觉的各个领域都具有广阔的市场前景。在可以预见的将来，集成式机器视觉系统将呈现以下的发展趋势：
1.接口的标准化
在工业控制领域存在着各种设备之间互连和通信的要求，为便于设备之间通信，接口及协议的标准化（如工业以太网）就显得越来越重要了，集成式机器视觉系统作为实现工厂自动化的重要组件之一，当然也不例外。
2.系统模块化
将光源、电源、控制模块甚至一些传感器与集成式机器视觉系统集成在一起，构成一个更完整意义的视觉系统，这样使应用起来更加方便，系统的稳定性更高。
3.功能专业化与通用化
这是集成式机器视觉系统两个不同的发展放系那个。有些开发商倾向于开发出适用于某些行业、某些特定应用的集成式机器视觉系统，而另外一些厂家则倾向于开发适用范围更广、功能更齐全的通用性产品。
4.产品多样化
由于硬件技术的发展和市场需求多样化的要求，使得集成式机器视觉系统的多样化不仅成为可能，而且十分必要。集成式机器视觉系统的选择指南市场上的集成式机器视觉系统越来越多，如何选择一款适合应用需求的产品，是摆在很多应用工程师面前的一个难题。这个问题本身很难总结出一个千篇一律的公式，我们在此只能提出一些需要加以注意的地方供参考：
1.一定要对应用本身有深入的了解
在很大程度上是应用本身决定了我们需要选择什么样的产品，对应用本身了解和总结得越仔细，越有利于我们选择合适的产品。如我们要求的检测精度、速度，生产线要求的漏检率和误检率，需要检测产品本身的一致性，生产环境可能带来的影响等。
2.视觉和软件功能是集成式机器视觉系统的核心
大部分的集成式机器视觉系统都固化有视觉和软件功能，视觉和软件功能是集成式机器视觉系统的核心。对视觉功能我们需要关注三个方面：
视觉和软件功能是否齐全
一般的集成式机器视觉系统的软件功能除视觉功能外，还应包含通信控制、人机交互界面等工具。而视觉功能是其中的主要部分，一般包括标定、定位、有/无检测、字符识别、条码识别、颜色分析等工具。当让有些集成式机器视觉系统不包括上述的某些功能，但我们需要用到的功能必须包括。
视觉工具的性能是否可满足我们的要求
同样的视觉工具，不同的厂家可能实现的原理不一样，从而表现出来的性能也不一样。我们可以想一些办法来测试比较。如对定位功能，我们可以采用以下条件的变化来加以测试对比，观察不同产品在条件变化下哪个稳定性更强，得分值更高。
零件旋转
光学测量装置的变化
光照条件的不一致
零件外观部分遮盖
视觉和软件工具使用是否方便
有些视觉和软件功能参数设置简单明了，使用气力爱非常方便，有些产品的视觉和软件功能参数设置复杂，有些参数甚至没有明确的意义，使用起来比较费事。
3.产品的稳定性
产品的稳定性也是工程上需要重点关注的，这个只能通过实际的测试和多方咨询才能知道。一般我们可以观察视觉检测的重复精度，是否有过载保护，长时间工作是否会掉线，接口是否可靠等。
4.是否易于集成
这一点可通过考察产品的外观结构是否便于安装、软件使用是否灵活方便、接口功能是否齐全、产品说明书和帮助文档是否详细得知。
5.性价比
这一点可通过多方咨询和横向比较得知。
6.技术支持
当评估一台集成式机器视觉系统时，很重要的疑点就是选择一家可提供较宽范围内的产品支持和培训服务的提供商，这在很大程度上会影响我们应用开发的周期甚至应用的成败。[2]