NI机器视觉应用在多个平台的各方面比较

NI提供了一系列支持图像采集和处理的硬件选项。在本文档中，将通过了解每个硬件平台的软件支持和相机支持，探索如何在这些不同的规格中进行挑选。另外，还将针对性能、工业化以及集成准则等各方面，讨论硬件选择。

本文档主要专注产品之间的技术比较，它主要介绍了每个平台的特性、优点以及适合的应用方向，为您的视觉检测指定合适的硬件。

1. 用于机器视觉应用的NI硬件平台选择

NI机器视觉硬件产品包含从智能相机到独立机器视觉系统到强大的PXI与基于PC的解决方案等不同的产品形式。这些硬件平台在多个方面存在差异，包括外形尺寸以及性能，其中每个平台都适用于不同的环境、应用和系统体系结构。

 

图1：NI提供的主要机器视觉硬件平台

性能最高的NI CompactRIO和NI Single-Board RIO控制器还提供低带宽下的图像采集和处理功能。这可以通过相比其他机器视觉平台使用较小的图像分辨率、较低的速度和更高的图像压缩实现。

 

图2：用于机器视觉平台的CompactRIO和NI Single-Board RIO

2. 软件与操作系统支持

NI机器视觉软件包是设计用于运行在图1所示的硬件选择的。这意味着您可以在平台之间进行切换，并可以在这些机器视觉硬件目标上重用大部分现存代码。您还可以通过维护单个软件包降低多系统的开发时间和维护成本。

CompactRIO和NI Single-Board RIO平台仅支持NI机器视觉开发模块图像处理库，但不支持用于自动检测的NI视觉生成器。

 

除了可以在所有平台上使用NI LabVIEW图形化编程环境之外，您还可以利用NI机器视觉开发模块，使用C、C++、Visual Basic以及.NET语言（Visual Basic .NET和C#）等基于文本的开发环境对运行Windows操作系统的系统进行编程。

 

 

3. 每个平台的优点与特性比较

不同平台基于以下九个准则进行比较：

集成I/O——I/O数量与范围（数字TTL、数字光绝缘体、模拟）

需要维护的移动零件更少——无风扇设计和固态驱动器可以免受振动损害

功率消耗——系统消耗的总功率

温度评级——系统经过验证的温度范围

采集带宽——可以将图像采集到系统中的最大吞吐量，通过图像分辨率、位深和帧速率组合定义

最大图像尺寸——在内存和处理能力限制下可以用系统采集的最大图像尺寸

处理能力——更高的处理能力由核心或协处理器的速度与数量决定

与其他测量集成（例如数据采集、运动控制）——直接RTSI连接与触发，可以用于系统中的其他模块可用性（C系列模块、PXI模块、PCI板卡），并通过以太网与其他设备集成进行比较

 

 

图3：参考雷达图

每个硬件平台在雷达图中，不同准则下的评价通过分布来表示。有趣的是这种表示方法与图3中用相似评分方法表示的信息相同。

 

 

NI智能相机

 

图4：NI智能相机雷达图

特性

集成处理器和图像传感器

最小功率消耗

专用机器视觉硬件

用于更高算法性能模型的DSP协处理器

集成数字I/O与内建照明控制

NI紧凑机器视觉系统

 

图5：NI紧凑机器视觉系统雷达图

特性

多用途IEEE 1394相机（对于多相机系统而言，成本低于智能相机）

专用机器视觉硬件

固态存储器

29条可重配置数字I/O线路

尺寸最小的多用途系统

NI嵌入式机器视觉系统

 

图6：NI嵌入式机器视觉系统雷达图

特性

多用途IEEE 1394相机（对于多相机系统而言，成本低于智能相机）

专用机器视觉硬件

双核处理器与2 GB RAM

无风扇设计与固态存储器

众多工业通讯与I/O选项
 

PXI与PXI Express系统

 

图7：用于PXI与PXI Express系统的雷达图

特性

支持所有图像标准

无与伦比的定时、触发以及与星型触发器集成，它是一种高性能的触发器信号，可以用于PXI机箱中所有模块的同步

机器视觉相关板卡与非机器视觉插入板卡的更高可用性

工业PC与台式机

 

图8：PC系统雷达图

特性

机器视觉相关板卡与非机器视觉插入板卡的更高可用性

需要花费一定的时间验证PC与插入板卡的兼容性

相比经过认证的NI的系统（嵌入式机器视觉系统、PXI），寿命较短

如果使用集成USB、IEEE 1394、【千兆】以太网端口，无需插入板卡（虽然插入板卡能够提供I/O并且降低负荷）

无处理器、内存、存储器等的限制

CompactRIO 与 NI Single-Board RIO

 

图9：CompactRIO与NI Single-Board RIO系统雷达图

特性

模块化I/O（基于应用程序混和与匹配）

工作温度为-40至+70℃

NI Single-Board RIO是适用于OEM/嵌入式设备的板卡专用版本

更低采集带宽和较高的处理器图像解压缩负荷（目前适用于使用IP相机和使用第三方C系列帧抓取器的模拟相机来采集jpeg格式图像）

4. 相机支持与相机选择

在选择机器视觉系统方面，相机兼容性通常是最终决定因素。根据您所选择的图像标准和应用所需的图像传感器需求，存在不同的可能性。市场上提供了众多相机选择，NI支持大量图像标准，您可能在选择机器视觉系统时需要得到帮助。表3和表4提供了对于不同类型的相机而言，需要考虑何种硬件解决方案。

 

图10： NI的机器视觉系统与众多厂商的相机兼容。