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1、走在前端的智能理念——无人充电机器人
ALSONTECH(埃尔森智能科技)于2018年推出套机器人3D视觉引导无人快速充电系统,将智能充电机器人变成现实。
该系统采用Basler集小巧机身和功能于一体的工业相机,搭建出3D视觉作为机器人的“双眼”,帮助机器人定位充电端口,之后该系统会引导充电体自动实现快充操作,结束后机器人甚至可以自动关闭充电盖。借助无人充电机器人,停车场可实现高度智能自动化。从车辆停至充电站到充电完成,整个过程驾驶员无需进行任何干预操作,有效缩短等待时间,省时省力。
随着无人驾驶技术在范围内推广应用,车辆使用方式面临着变革。该项目着眼于汽车工业发展的未来,以“人工智能”为核心理念,采用更加的充电方式为车辆提供能源保障,助力无人驾驶行业的产品升级。
一、工业相机编程模型和流程
不同的工业相机提供不同的编程接口(SDK),尽管不同接口不同相机间编程接口各不相同,他们实际的API结构和编程模型很相似,了解了这些再对工业相机编程就很简单了。
DMA技术:
DMA是一种高速的数据传输操作,允许在外部设备和存储器之间直接读写数据,既不通过CPU,也不需要CPU干预。整个数据传输操作在一个称为"DMA控制器"的控制下进行的。CPU除了在数据传输开始和结束时做一点处理外,在传输过程中CPU可以进行其他的工作。这样,在大部分时间里,CPU和输入输出都处于并行操作。因此,使整个计算机系统的效率大大提高。
对于工业相机来说,当CMOS或CCD芯片曝光然后将数据转到相机缓存后,这时候DMA会负责将缓存中数据保存到硬盘上位置,正好满足相机高速大数据的传输。一般都会使用DMA来完成实时的数据采集和保存。
多数时候,DMA控制器存在各种接口的图像采集卡中,包括1394/GigE/USB/Camera Link等,这些采集卡有自己的时间控制单元完成和相机曝光的同步,并控制DMA的存取行为。
编程模型和流程
对于相机来说,常见编程时我们关注三个对象——相机对象、采集对象、参数对象。
相机对象(Camera Object):负责相机的连接、断开等工作。
采集对象(Grab Streamer):负责相机的采集队列分配、相机单帧、连续采集。
参数对象(Parameter Object):负责相机参数的设置。
不同的SDK可能安排不一样,一般来说要不是三种对象的功能合并到“相机对象”中,要不是分为三种对象,其实采集对象和参数对象都是在“相机对象”上封装而来。
工业相机是机器视觉系统中的一个关键组件,其本质的功能就是将光信号转变成高清工业相机为有序的电信号。选择合适的相机也是机器视觉系统设计中的重要环节,相机的不仅是直接决定所采集到的图像分辨率、图像质量等,同时也与整个系统的运行模式直接相关。工业相机又俗称摄像机,相比于传统的民用相机(摄像机)而言,它具有高的图像稳定性、高传输能力和高抗干扰能力等,目前市面上工业相机大多是基于CCD或CMOS芯片的相机。
智能相机并不是一台简单的相机,而是一种高度集成化的微小型机器视觉系统。它将图像的采集、处理与通信功能集成于单一相机内,从而提供了具有多功能、模块化、高可靠性、易于实现的机器视觉解决方案。同时,由于应用了的DSP、FPGA及大容量存储技术,其智能化程度不断提高,可满足多种机器视觉的应用需求。
智能相机一般由图像采集单元、图像处理单元、图像处理软件、网络通信装置等构成,各部分的功能如下:
1.图像采集单元:在智能相机中,图像采集单元相当于普通意义上的CCD/CMOS相机和图像采集卡。它将光学图像转换为模拟/数字图像,并输出至图像处理单元。
2.图像处理单元:图像处理单元类似于图像采集、处理卡。它可对图像采集单元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:图像处理软件主要在图像处理单元硬件环境的支持下,完成图像处理功能。如几何边缘的提取、Blob、灰度直方图、OCV/OVR、简单的定位和搜索等。在智能相机中,以上算法都封装成固定的模块,用户可直接应用而无需编程。
4、网络通信装置:网络通信装置的智能相机的重要组成部分,主要完成控制信息、图像数据的通信任务。智能相机一般均内置以太信装置,并支持多种标准网络和总线协议,从而使多台智能相机构成更大的机器视觉系统。
机器视觉智能相机与工业相机区别,简言之:智能相机是一种高度集成化的微小型机器视觉系统;而工业相机是机器视觉系统的组成部分之一
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