工業相機，效用幾何？
rujin，rengongzhinengbeichengweijingjifazhandexinyinqing，erzuoweirengongzhinenghexinjishuzhiyideshijiaojishuyedequehuole，huodaofanshihegongyezidonghuaxiangguandeqiyeruguobugaodianshijiaojishuhuozhechanpindou“不好意思跟人家打招呼”。
但伴隨著市場火爆，與此形成鮮明對比的卻是總體上國內工業相機價格的慘烈競爭、機器視覺行業從業人員的艱辛、尤(you)其(qi)是(shi)技(ji)術(shu)主(zhu)導(dao)型(xing)視(shi)覺(jiao)公(gong)司(si)，其(qi)工(gong)程(cheng)師(shi)不(bu)是(shi)在(zai)客(ke)戶(hu)處(chu)調(tiao)試(shi)，就(jiu)是(shi)在(zai)去(qu)客(ke)戶(hu)調(tiao)試(shi)的(de)路(lu)上(shang)，如(ru)此(ci)付(fu)出(chu)與(yu)回(hui)報(bao)真(zhen)的(de)成(cheng)比(bi)例(li)嗎(ma)？如(ru)此(ci)，從(cong)事(shi)機(ji)器(qi)視(shi)覺(jiao)行(xing)業(ye)，那(na)還(hai)真(zhen)的(de)是(shi)“我猜到了開頭，卻沒有猜到這樣的結局”。當然，現在說結局還太早，正火著呢！
火歸火，但馬克思老早就教育我們“要透過現象看本質”。這麼火的市場，我們必須要思考為什麼工業相機的價格競爭如此慘烈？隨便一個500萬的CCD相機價格較5年前下跌了50%都不止，慘啊！如果說工業相機對於高端製造業來說真的有價值，那除了慘烈的價格競爭究竟還有
效用幾何？
yaoliqingchuzhegewenti，shouxianwomenbixuyaomingquelianggezuijibengainian，diyiheweijiqishijiao，dierheweigongyexiangji。dingyiqingchu，shiweileshaozouwanlu。fanlehenduowenxian，ganjiaoAIA的定義還是比較簡潔明了。首先，機器視覺的（MV）指的是“針對所有硬件和軟件相結合的工業和非工業應用，為基於圖像采集和處理功能的設備提供操作引導”參考[1]。而工業相機指的是“一(yi)種(zhong)用(yong)於(yu)機(ji)器(qi)視(shi)覺(jiao)係(xi)統(tong)的(de)成(cheng)像(xiang)裝(zhuang)置(zhi)，該(gai)成(cheng)像(xiang)係(xi)統(tong)包(bao)括(kuo)成(cheng)像(xiang)傳(chuan)感(gan)器(qi)芯(xin)片(pian)和(he)各(ge)種(zhong)基(ji)於(yu)電(dian)子(zi)的(de)功(gong)能(neng)，它(ta)們(men)將(jiang)物(wu)體(ti)的(de)視(shi)覺(jiao)圖(tu)像(xiang)一(yi)起(qi)轉(zhuan)換(huan)為(wei)電(dian)子(zi)脈(mai)衝(chong)”參考[2]。對不起，翻譯水平就這樣，先將就著看吧。
仔zai細xi思si考kao，事shi實shi上shang這zhe兩liang個ge概gai念nian傳chuan遞di了le非fei常chang重zhong要yao的de信xin息xi，機ji器qi視shi覺jiao歸gui根gen結jie底di是shi一yi種zhong應ying用yong主zhu導dao型xing技ji術shu，即ji是shi由you市shi場chang和he應ying用yong需xu求qiu來lai驅qu動dong的de，機ji器qi視shi覺jiao本ben身shen需xu要yao一yi個ge複fu雜za的de硬ying件jian和he軟ruan件jian係xi統tong進jin行xing支zhi撐cheng，這zhe其qi中zhong就jiu包bao括kuo了le客ke戶hu的de具ju體ti應ying用yong要yao求qiu、軟件、工業電腦、工業相機、鏡頭和光源等。請參考圖一Baumer公司的示意圖。
該(gai)圖(tu)傳(chuan)遞(di)了(le)兩(liang)個(ge)信(xin)號(hao)，第(di)一(yi)，工(gong)業(ye)相(xiang)機(ji)產(chan)品(pin)最(zui)核(he)心(xin)的(de)價(jia)值(zhi)並(bing)不(bu)在(zai)於(yu)其(qi)本(ben)身(shen)價(jia)格(ge)有(you)多(duo)低(di)，或(huo)者(zhe)說(shuo)為(wei)客(ke)戶(hu)省(sheng)了(le)多(duo)少(shao)錢(qian)，而(er)是(shi)做(zuo)為(wei)關(guan)鍵(jian)的(de)成(cheng)像(xiang)技(ji)術(shu)和(he)圖(tu)像(xiang)處(chu)理(li)軟(ruan)件(jian)的(de)硬(ying)件(jian)載(zai)體(ti)，能(neng)夠(gou)為(wei)解(jie)決(jue)客(ke)戶(hu)問(wen)題(ti)和(he)應(ying)用(yong)帶(dai)來(lai)多(duo)大(da)的(de)效(xiao)用(yong)抑(yi)或(huo)價(jia)值(zhi)。第(di)二(er)，想(xiang)要(yao)做(zuo)工(gong)業(ye)相(xiang)機(ji)銷(xiao)售(shou)或(huo)市(shi)場(chang)，如(ru)果(guo)隻(zhi)懂(dong)低(di)價(jia)競(jing)爭(zheng)，不(bu)去(qu)深(shen)入(ru)了(le)解(jie)客(ke)戶(hu)需(xu)求(qiu)，我(wo)們(men)嚴(yan)重(zhong)點(dian)可(ke)以(yi)說(shuo)這(zhe)是(shi)不(bu)負(fu)責(ze)任(ren)的(de)，至(zhi)少(shao)對(dui)客(ke)戶(hu)
而(er)言(yan)沒(mei)有(you)實(shi)現(xian)其(qi)效(xiao)用(yong)最(zui)大(da)化(hua)。那(na)麼(me)，工(gong)業(ye)相(xiang)機(ji)的(de)效(xiao)用(yong)最(zui)直(zhi)接(jie)的(de)體(ti)現(xian)在(zai)什(shen)麼(me)地(di)方(fang)？優(you)秀(xiu)的(de)圖(tu)像(xiang)品(pin)質(zhi)？卓(zhuo)越(yue)的(de)信(xin)噪(zao)比(bi)？高(gao)幀(zhen)率(lv)和(he)高(gao)分(fen)辨(bian)率(lv)？其(qi)實(shi)，針(zhen)對(dui)工(gong)業(ye)相(xiang)機(ji)而(er)言(yan)，這(zhe)些(xie)都(dou)不(bu)是(shi)事(shi)兒(er)，否(fou)則(ze)還(hai)真(zhen)沒(mei)資(zi)格(ge)稱(cheng)其(qi)為(wei)工(gong)業(ye)相(xiang)機(ji)。最(zui)重(zhong)要(yao)的(de)，其(qi)實(shi)很(hen)簡(jian)單(dan)，必(bi)須(xu)要(yao)穩(wen)定(ding)！穩定！穩定！對不起，重要的事情說三遍。當然，要做到這些，企業必須避免惡性競爭，有能力和財力持續進行產品研發投入。
為什麼這麼說？直白來講，如果一台工業相機連續每天工作24小時，不存在掉線、丟幀等最基本問題，而且能與現場其它電氣設備完美兼容，無疑會讓機器視覺的檢測效率極大提升、工程師會節省大把的時間用於更有價值的技術開發，而不是“一直在路上”、當機器視覺機器高效的轉化為現實生產力的時候，“人工智能成經濟發展的新引擎”也將不在是夢想。
當(dang)然(ran)，做(zuo)為(wei)應(ying)用(yong)驅(qu)動(dong)型(xing)的(de)產(chan)品(pin)，不(bu)得(de)不(bu)承(cheng)認(ren)工(gong)業(ye)相(xiang)機(ji)在(zai)某(mou)些(xie)行(xing)業(ye)的(de)需(xu)求(qiu)價(jia)格(ge)彈(dan)性(xing)是(shi)非(fei)常(chang)大(da)的(de)，如(ru)果(guo)對(dui)工(gong)業(ye)相(xiang)機(ji)的(de)幀(zhen)率(lv)和(he)穩(wen)定(ding)性(xing)沒(mei)有(you)太(tai)多(duo)的(de)要(yao)求(qiu)，圖(tu)像(xiang)噪(zao)聲(sheng)或(huo)多(duo)或(huo)少(shao)不(bu)影(ying)響(xiang)檢(jian)測(ce)，那(na)麼(me)這(zhe)個(ge)行(xing)業(ye)必(bi)然(ran)成(cheng)為(wei)一(yi)片(pian)紅(hong)海(hai)，大(da)量(liang)的(de)同(tong)質(zhi)替(ti)代(dai)品(pin)出(chu)現(xian)、用戶關心更多的是能省多少錢以及短期快速收益，最終的結局必然是價格趨同。要做這些行業，那對不起，隻有能玩兒的起的去玩了。
但dan是shi，我wo們men回hui到dao工gong業ye相xiang機ji和he機ji器qi視shi覺jiao的de定ding義yi本ben質zhi，就jiu會hui發fa現xian總zong有you一yi些xie行xing業ye是shi對dui工gong業ye相xiang機ji本ben身shen做zuo為wei技ji術shu和he應ying用yong的de載zai體ti多duo體ti現xian的de價jia值zhi認ren可ke的de，願yuan意yi為wei其qi效xiao用yong，即ji通tong過guo消xiao費fei該gai類lei商shang品pin和he服fu務wu產chan生sheng的de滿man足zu程cheng度du，來lai支zhi付fu更geng高gao的de價jia格ge。而er做zuo為wei工gong業ye相xiang機ji提ti供gong商shang，我wo們men也ye必bi須xu思si考kao如ru何he在zai工gong業ye現xian場chang最zui大da程cheng度du的de將jiang工gong業ye相xiang機ji的de效xiao用yong帶dai給gei客ke戶hu來lai獲huo取qu認ren可ke。此ci處chu就jiu不bu謙qian虛xu的de以yiBaumer工業相機舉例吧，我們其實一直在攀登高峰（此處絕對說的是登山，Baumer的旗幟最高登上過海拔8163米的瑪納斯魯峰）。從產品本身來說，Baumer工業相機目前均采用了主流的CMOS傳chuan感gan器qi，隻zhi是shi在zai產chan品pin特te點dian和he功gong能neng開kai發fa上shang不bu斷duan的de貼tie近jin客ke戶hu，深shen刻ke理li解jie客ke戶hu針zhen對dui工gong業ye應ying用yong的de訴su求qiu。就jiu工gong業ye現xian場chang而er言yan，我wo們men發fa現xian有you幾ji個ge主zhu要yao特te點dian：1. 環境複雜，很多現場要考慮在潮濕、粉塵、強電磁幹擾等條件下工業相機如何穩定工作。2. 工業設備針對不同應用要求，要考慮相機供電方式、與其它設備（如PLC、PC）的兼容性、相機接口方式、與客戶端軟件的兼容性等等。3. 相(xiang)機(ji)工(gong)作(zuo)方(fang)式(shi)需(xu)要(yao)考(kao)慮(lv)到(dao)是(shi)檢(jian)測(ce)物(wu)體(ti)的(de)具(ju)體(ti)狀(zhuang)態(tai)，尤(you)其(qi)是(shi)要(yao)深(shen)刻(ke)理(li)解(jie)客(ke)戶(hu)檢(jian)測(ce)要(yao)求(qiu)背(bei)後(hou)的(de)真(zhen)正(zheng)訴(su)求(qiu)為(wei)何(he)，如(ru)何(he)針(zhen)對(dui)高(gao)速(su)運(yun)動(dong)拍(pai)攝(she)對(dui)相(xiang)機(ji)進(jin)行(xing)控(kong)製(zhi)，如(ru)何(he)實(shi)現(xian)穩(wen)定(ding)無(wu)故(gu)障(zhang)拍(pai)攝(she)等(deng)。
首先，就防護等級而言，Baumer工業相機針對客戶應用目前專門研發了防護等級為IP67的寬溫相機，工作環境溫度可以達到-40 °C 至+ 70 °C，而且相機內部集成溫度傳感器，可以實時監控相機溫度。此外，該係列相機特別針對現場惡劣環境進行測試，最高可承受100g的衝擊和10g的震動，實乃“任你虐我千百遍我仍待你如初戀”啊。
其次，針對工業現場供電，Baumer采用了8-30V DC的寬電壓供電方式，相機觸發采用debouncer等濾波設計，確保相機不受現場幹擾可以穩定接受觸發訊號。為了確保高精度測量數據的溫度性，Baumer所有相機傳感器都封裝在散熱支架上，良好的散熱可以確保芯片的噪聲較低，數據的時間漂移得到良好控製。
再次，針對特別苛刻的檢測要求，例如，Baumer專門基於SONY Pregius芯片發布了曝光時間最短1us的係列產品，確保針對高速運動物體拍照的清晰度和對比度。針對大數據傳輸，Baumer研發了基於萬兆網（10GigE）接口的1200萬分辨率相機，最高幀率達到335fps，相機內部帶有2GB的存儲。針對火的不行不行的3D應用，Baumer也推出了基於FPGA編程的3D相(xiang)機(ji)，該(gai)相(xiang)機(ji)擁(yong)有(you)一(yi)個(ge)適(shi)用(yong)於(yu)激(ji)光(guang)三(san)角(jiao)測(ce)量(liang)的(de)專(zhuan)用(yong)的(de)預(yu)安(an)裝(zhuang)程(cheng)序(xu)。借(jie)此(ci)，可(ke)以(yi)在(zai)相(xiang)機(ji)內(nei)以(yi)亞(ya)像(xiang)素(su)的(de)精(jing)確(que)度(du)定(ding)位(wei)激(ji)光(guang)線(xian)的(de)焦(jiao)點(dian)，以(yi)便(bian)僅(jin)傳(chuan)輸(shu)輪(lun)廓(kuo)數(shu)據(ju)，從(cong)而(er)大(da)幅(fu)減(jian)少(shao)需(xu)要(yao)傳(chuan)輸(shu)的(de)數(shu)據(ju)量(liang)。最(zui)高(gao) 1200 萬像素的分辨率、在4K 的線寬和 128 線時高於 2.5 kHz 的分布率，即便在加工速度很高時該相機也能可靠地識別出最細微的偏差等等。
zongzhi，womensuozuodeyiqie，jinjinshizainulidejianggongyexiangjizaijiqishijiaozhongdexiaoyongzuidachengdudefahuichulai，wangdaleshuoweizhongguodexianjinzhizaogongxianweibozhili，wangxiaoleshuoxiwangBaumer工(gong)業(ye)相(xiang)機(ji)給(gei)用(yong)戶(hu)帶(dai)來(lai)愉(yu)悅(yue)的(de)使(shi)用(yong)體(ti)驗(yan)，不(bu)再(zai)讓(rang)工(gong)程(cheng)師(shi)因(yin)為(wei)硬(ying)件(jian)的(de)不(bu)穩(wen)定(ding)而(er)耗(hao)費(fei)精(jing)力(li)和(he)時(shi)間(jian)，這(zhe)些(xie)對(dui)企(qi)業(ye)而(er)言(yan)都(dou)是(shi)巨(ju)大(da)的(de)成(cheng)本(ben)。由(you)此(ci)我(wo)們(men)相(xiang)信(xin)總(zong)有(you)那(na)麼(me)一(yi)天(tian)，我(wo)們(men)敬(jing)愛(ai)的(de)視(shi)覺(jiao)工(gong)程(cheng)師(shi)們(men)不(bu)會(hui)再(zai)那(na)麼(me)辛(xin)苦(ku)，耳(er)邊(bian)可(ke)以(yi)少(shao)點(dian)工(gong)控(kong)機(ji)的(de)嗡(weng)嗡(weng)聲(sheng)，也(ye)不(bu)用(yong)整(zheng)天(tian)麵(mian)對(dui)屏(ping)幕(mu)的(de)幽(you)光(guang)滿(man)頭(tou)大(da)汗(han)；每當飛鳥入林，抬頭看到的是家中的嫋嫋炊煙。
參考：
[1] By “machine Vision” we mean all industrial and non-industrial applications where a combination of hardware and software provide operational guidance to devices in the execution of their functions based on capture and processing of images.
[2] Definitation of MV camera: AIA defines an imaging device utilized in a machine vision system that contains an imaging sensor chip and various electronic-based functionalities that together convert a visual image of an object into electronic impulse.
