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机器视觉市场蓝海掘金,不要忽视背后这个默默无闻的总指挥
来源:act视觉系统设计 | 作者:Rossie | 发布时间: 2022-12-16 | 140 次浏览 | 分享到:

中国机器视觉市场是一块极具发展潜力的掘金之地。


过去十年,中国机器视觉市场的规模,已经从几个亿增长到了2021年的上百亿,发展速度可见一斑!根据高工产业研究院(GGII)的数据,2021年中国视觉市场规模约为116.51亿元,预计到2025年将达到415.92亿元,未来几年增长潜力巨大。


对于中国机器视觉产业而言,借用英国作家狄更斯在《双城记》中的一句话“这是一个最好的时代”来形容,颇为恰当。在过去短短不到10年间,以海康、华睿为首的国产品牌开始了野蛮生长,一家家机器视觉器件厂商如雨后春笋般涌现;功能强大而小巧的工业相机、处于市场焦点的各类3D相机,以及实现智能化的各种深度学习软件平台......这些产品可以说在市场上出尽了风头,赚足了关注。当然,它们对于机器视觉系统性能的提升,也是功不可没。


然而很多时候,我们在谈论机器视觉系统时,从光源、镜头、相机、图像采集与分析处理等等这些环节从头到尾说了个遍,却往往忽略了机器视觉系统中一个默默无闻的英雄——视觉控制器。


机器视觉系统中的总指挥


视觉控制器,简单讲,就是我们常说的工控机,或者称为工业电脑,只不过它专门针对执行视觉功能做了特定的配置。


在机器视觉系统中,光源的控制、图像的采集与分析处理,以及根据分析结果操控执行机构等行为,都是由视觉控制器统一控制管理的。因此,视觉控制器的性能,直接影响着整个机器视觉系统的处理速度和运行时间,它是整个机器视觉系统的关键;特别是在需要操控多台相机同时运行的视觉系统中,高端视觉控制器的稳定性和处理速度更是硬性要求。


对于视觉控制器在整个视觉系统中扮演的角色,深圳市卓信创驰技术有限公司(以下简称:卓信创驰)市场总监郭辉先生在接受采访时表示:“随着机器视觉技术应用领域不断拓展,应用需要的多样化,比如需要处理数据庞大的3D点云、各种复杂的深度学习算法,以及实现生产线上的100%实时在线检测需求等,这些不断发展的应用需求都对工控机的运算能力、扩展能力和稳定性都提出了新的要求。视觉控制器已经成为整个机器视觉系统的大脑,在整个机器视觉系统中发挥着无可替代的作用。”


换句话说,即便光源、镜头、相机以及图像处理软件等产品选得都非常合适,但如果视觉控制器没选好,导致性能拉跨的话,整个视觉系统的功能和性能也会大打折扣。


选择视觉控制器时,要注意什么?


既然视觉控制器在整个视觉系统中发挥着如此重要的作用,那么用户如何才能为自己的应用选择合适的视觉控制器产品呢?需要重点考虑哪些因素?


郭辉表示,选择视觉控制器时,首先要考虑几个重要的性能指标:一是核心处理器平台,CPU的性能越高,处理控制能力越强;二是看图像处理器GPU的性能,视觉应用中图像的处理是重头戏,GPU的性能必须要够用;三是看存储能力,视觉系统需要大量的图像存储,必须保证工控机的存储能力能轻松应对图像处理需求,不能因为存储而影响处理速度。


除此之外,在选择视觉控制器时,还要结合实际应用需要控制的光源数量、相机数量、接口方式以及未来的拓展需求等因素,选择工控机配置的接口类型和数量。


当然供应商的选择也很重要,选择产品种类完备、提供支持服务方便快捷的供应商,对处理今后可能遇到的问题或是系统升级,都是加分因素。


作为一家聚焦于Intel X86平台和FPGA异构计算的工业电脑供应商,卓信创驰充分考虑不同层次的市场需求,提供从基于低功耗的Intel Apollo Lake 、Elkhart Lake、Tiger Lake平台,到基于高性能多扩展的Intel Coffee Lake、Comet lake S、Alder Lake平台的多款工控产品供客户选择。


模块化的产品线布局,是卓信创驰的核心优势之一。市场的需求快速变化,多种多样,标准化的产品越来越无法满足日益增长的工业化应用场景,这就对工控机厂商的产品功能性和快速交付能力提出了更多要求。“目前卓信创驰拥有丰富的模块化设计的产品库、快速敏捷的非标化开发设计能力。我们已经积累了30余款核心主板设计方案和众多不同的可扩展模块的硬件方案,可针对客户的不同应用场景需求,快速组合出最合适的硬件平台解决方案。”郭辉介绍说,“同时我们还能基于核心设计方案进行快速定制开发,让客户的需求快速产品化,满足项目时间节点需求。”


人才是卓信创驰的另一个核心优势。公司的技术核心团队由X86、FPGA软硬件工程师、算法工程师、系统工程师和测试工程师组成,均具有超过15年的行业经验,在工业计算机、机器视觉与控制领域有着丰富的项目积累;拥有外观设计和结构设计工程师,可以提供各种复杂、多板的外观设计、模型设计和产品的开模量产服务。


助力机器视觉应用在行业中落地


作为机器视觉系统中重要的核心控制器件,视觉控制器也随着机器视觉市场的快速发展,而在各个领域迎来了更多应用机会,特别是在最近发展火爆的汽车、光伏和锂电行业的应用。


针对汽车行业的应用,卓信创驰的V510视觉控制器产品,凭借优异的性能、出色的稳定性和丰富便捷的接口组合,搭配客户的视觉和控制软件,成功为国内某合资汽车品牌升级了装配产线。


V510系列搭载Intel酷睿处理器,通过FPGA进行接口规划,可以提供强大的计算性能和极佳的图像处理性能。通过提供的库文件,可以轻松实现对控制器的编程,构建自动化控制系统,适合高级别的机器视觉应用。可连接GigE Vision和USB Vision相机,提供24路数字IO、6路光源控制,以便用户开发及使用简易的API控制光源的亮度、触发光源,将视觉检测结果与PLC或机械手臂等进行通讯,适应后续的工业检测需求。采用加固级无风扇结构设计 ,无跨平台软件和语言开发负担,提供SDK开发工具包,协助客户快速进行二次软件开发,缩短产品上市时间。


郭辉介绍说,在这家汽车品牌的装配产线升级项目中,V510采用Intel 酷睿CPU搭配Intel Cyclone FPGA组成的异构计算平台,很好地支撑了客户的视觉软件和实时操作系统的运行;FPGA控制的高速IO,很好地满足了高速数据输入输出的需求,在同一台工业电脑上整合了视觉和控制功能,使得整个系统的稳定性、协调性更高,资源分配更加合理。


图:V510系列视觉控制器用于某汽车品牌装配产线升级。

在光伏和锂电行业的应用中,卓信创驰的工业电脑同样凭借着优异的性能、出色的稳定性和灵活多变的配置组合,为客户的项目开发和部署提供了可靠的实时性、高精度和高速度的运行环境,很好地实现了客户的软件和算法的运行,为机器视觉系统的落地应用提供了最后的保障。


基于卓信创驰不同类别工控机打造的可扩展的工业视觉系统,可以便捷地搭建靠近物联网设备数据源头的边缘计算平台,进行实时的数据采集和分析,及时感知设备和环境状态,与设备交互,已经广泛应用于智能制造、仓储、物流等领域。


未来发展与规划


中国智能制造的发展大潮,加速了制造业中机器换人的规模和速度。作为全球第一制造业大国,中国的工业机器人市场已经稳居全球第一,产业规模也在快速增长。根据国际机器人联合会(IFR)的数据,2020年中国工业机器人销售规模达422.5亿元,并且随着政府出台《“四五”机器人产业发展规划》等指导性的利好政策,相信未来几年还会有更好的增长势头。


图:2020年中国市场的工业机器人装机量在全球市场中遥遥领先。

工业用移动机器人(AMR/AGV)市场近几年也呈现出爆发性增长。来自中国移动机器人产业联盟的数据显示,2021年度,中国市场的工业应用移动机器人销量达72000台,较2020年增长75.61%,市场销售额达到126亿元(海外销售25亿元),同比增长64%。其中营收超亿元的企业达到36家,同比增长50%。


图:卓信创驰基于Intel Apollo Lake SoC处理器的IEM-2160 系列单板机,用于移动机器人,在提供强大运算能力的同时,满足连接多种摄像机、传感器的需求。

工业机器人市场也将为机器视觉产品带来更多发展机遇。郭辉表示,卓信创驰的产品本身也非常适合于工业机器人的控制,“我们的高性能工控机产品被很多工业机器人客户用作机器人控制器,能够出色地满足工业机器人运动路径规划和机器视觉等多场景应用需求。我们基于Intel Apollo Lake 平台的AMR控制器方案,已经被一些AMR行业的头部企业大量采用,应用于不同场景方案的机器人中。”郭辉说道。


随着防疫政策的调整,后疫情时代的到来可能会促使工业市场的需求继续增长,工业企业对生产、制造、检测的智能化、自动化的要求越来越高,2023年的工控机市场也会出现增长的势头。


卓信创驰始终坚持以市场需求为导向,以客户为中心,继续保持灵活柔性的设计开发理念,满足客户日益增长的多样化需求。在产品线布局方面,卓信创驰今年已经推出了基于Intel 10、11代 Comet Lake S和Intel Tiger Lake平台的产品,明年还会陆续推出基于Intel Elkhart Lake、Alder Lake平台的产品,不断优化和丰富产品线,为客户提供更多选择,协助机器视觉应用系统快速落地。