現有的大多數機器人,都采用單片機作為控制單元,以8位和16位最為常見,其處理速度較低,沒有操作系統,無法實現豐富的多任務功能,系統的潛力沒有得到充分的發掘和應用。隨著科技的發展和更多業務需求的增長,嵌入式視覺系統也迎來了更多的挑戰,比如功耗、復雜的算法、處理器的性能、更高的圖像分辨率等,人們需要的是更加智能化的系統,嵌入式視覺系統是實現智能化系統重要的組成部分。
作為系統的輸入CMOS和CCD是目前圖像采集采用的兩種領先技術,CCD能夠提供更高的圖像質量,但是經過過去10年的發展CMOS與其的差距也越來越小了,在功耗、成本和功耗方面大有超過CCD之勢。此外很多應用都需要高效的并行處理系統,因此需要采用專用的硬件處理器比如GPU、DSP、FPGA和多核(mulTI-core)SoC,但是這無疑會增加系統的成本、功耗和PCB尺寸等,因此一款經濟高效的處理器也是行業所需。當然在實際應用中我們要根據系統的實時性能、功耗、圖像精度和算法復雜度來選擇合適的處理器。
嵌入式視覺系統具有易學、易用、易維護、易安裝等特點,可在短期內構建起可靠而有效的機器視覺系統,從而極大的進步了應用系統的開發速度。嵌入式視覺是機器人的一個極好解決方案,尤其是將相機集成到機器人的手臂上時。在機器視覺領域,典型的相機集成工作是通過GigE或USB接口實現的,這可以說是一種將相機連接到PC(或IPC)的即插即用解決方案。與制造商的軟件開發工具包(SDK)一起使用,可以輕松訪問相機,這一工作原理也可以遷移到嵌入式系統中。
在國內外研究中,嵌入式機器視覺系統實現方式主要有三種:
(1)基于標準總線,采用DSP作為運算和控制處理器的系統。DSP芯片雖然能夠處理大量信息和高速運行,但其I/O接口單一,不易擴展,控制能力較弱,尚存在一定局限性。
(2)基于DSP+FPGA的機器視覺系統。FPGA與DSP的結合,可實現寬帶信號處理,大大提高信號處理速度,但FPGA使用的是硬件描述語言,其算法開發具有很大的難度,功能實現由硬件控制,系統受環境影響較大。
(3)采用ARM微處理器或采用ARM+DSP構建方式的機器視覺系統,這種構建方式人機交互功能強大,集成度高、實時性好、支持多任務,但該系統中ARM與DSP的數據交換方法仍采用外部電路連接,增加了系統的不穩定性。
機器人視覺系統中就可看出嵌入式系統的強大功能與廣闊應用領域。在當今數字信息和網絡技術高速發展的后PC(Post-PC)時代,嵌入式系統已被廣泛應用于移動計算平臺(PDA、掌上計算機)、信息家電(數字電視、機頂盒、網絡設備)、無線通信設備(智能手機、股票接收設備)、工業/商業控制(智能工控設備、POS/ATM 機)、電子商務平臺、甚至軍事應用等諸多領域,其前景無疑是令人非常樂觀的。邊緣計算需要各種設備協同工作以實現更高的效率。消費電子、工業和汽車行業正著眼于FPGA,助力構建靈活、智能學習的環境,將理想變為現實。
新時代鞋服物流與供應鏈面臨的變革和挑戰03月07日 20:38
點贊:這個雙11,物流大佬一起做了這件事11月22日 21:43
物流管理機構及政策分布概覽12月04日 14:10
盤點:2017中國零售業十大事件12月12日 13:57
2017年中國零售電商十大熱點事件點評12月28日 09:58