使用AdvancedTCA實(shí)現(xiàn)機(jī)器視覺(jué)高端應(yīng)用計(jì)算機(jī)平臺(tái)的資料說(shuō)明

　　機(jī)器視覺(jué)的市場(chǎng)應(yīng)用日益增加

　　機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)集成商與設(shè)備供貨商不斷尋求可執(zhí)行復(fù)雜影像處理算法的新興解決方案和高性能計(jì)算機(jī)， 以及更具成本效益并具備更快上市時(shí)間周期的產(chǎn)品。應(yīng)用于平面顯示器（FPD）產(chǎn)業(yè)的自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)（AOI）即為一個(gè)例子。隨著FPD產(chǎn)業(yè)的發(fā)展， 在單一系統(tǒng)上需要多種高分辨率攝像機(jī)的需求正在提升，在此同時(shí)，數(shù)據(jù)吞吐能力也成為處理大量數(shù)據(jù)負(fù)載的關(guān)鍵。

　　包含掃描與面掃描（ area scan ）在內(nèi)，正呈現(xiàn)出驚人成長(zhǎng)的大尺寸影像視覺(jué)應(yīng)用需要成像、顯示、儲(chǔ)存、實(shí)時(shí)可視化以及階處理能力。一般的AOI 應(yīng)用通常采用了搭載雙CPU，以及一片用于攝像機(jī)接口PCI-X 附加卡的服務(wù)器。然而，在需要多個(gè)攝像機(jī)時(shí)，就需要更多臺(tái)服務(wù)器，以建構(gòu)一個(gè)可用的AOI 系統(tǒng)。這些服務(wù)器占用了寶貴的空間， 且需要大量的管理及維護(hù)。

　　此外，服務(wù)器之間的數(shù)據(jù)交換也為系統(tǒng)集成商與管理人員帶來(lái)了更大挑戰(zhàn)。AOI 系統(tǒng)不僅適用于FPD產(chǎn)業(yè)，其應(yīng)用領(lǐng)域還橫跨了一系列運(yùn)用視覺(jué)輸入進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的工業(yè)應(yīng)用。包括自動(dòng)化機(jī)器人的導(dǎo)航導(dǎo)引系統(tǒng)、用于操作任務(wù)的位置與結(jié)構(gòu)信息、地形繪制功能（特別是在偏僻環(huán)境或在天災(zāi)期間） ，另外還包括了在高速及大量生產(chǎn)過(guò)程中的計(jì)算機(jī)輔助作業(yè)等， 均已成為AOI 技術(shù)的必然應(yīng)用領(lǐng)域， 而且均充份使用了該技術(shù)提供的優(yōu)勢(shì)。AOI系統(tǒng)搭載了特有的人機(jī)接口，能讓操作人員執(zhí)行無(wú)論對(duì)工業(yè)或應(yīng)用而言，都是最關(guān)鍵的實(shí)時(shí)與精確的操作控制。

　　AOI 系統(tǒng)的功能包含了將影像采集到計(jì)算機(jī)、將影像轉(zhuǎn)換為可用格式、將影像調(diào)整為所需大小， 還能計(jì)算適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)以呈現(xiàn)影像并執(zhí)行質(zhì)量檢查。在特別針對(duì)制造環(huán)境應(yīng)用時(shí)， AOI系統(tǒng)不僅要滿足對(duì)高速、高分辨率、24 小時(shí)運(yùn)作、可重復(fù)測(cè)量等要求，還必須能在整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別、追蹤與質(zhì)量保證。

　　一些較具特色的AOI 系統(tǒng)采用了客制化數(shù)字信號(hào)處理器（ DSP）與現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列（FPGA），為結(jié)果轉(zhuǎn)譯與缺陷定位提供了基礎(chǔ)解決方案。與傳統(tǒng)上許多產(chǎn)業(yè)采用的手動(dòng)儲(chǔ)存及檢測(cè)移動(dòng)的方法相較，通過(guò)先進(jìn)光學(xué)檢測(cè)技術(shù)，用戶可獲得更多質(zhì)量良好的產(chǎn)品（高良率） ，并消除缺陷產(chǎn)品所占比重（質(zhì)量控制） 。舉例來(lái)說(shuō)， 在木板業(yè)， 提升由機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)所做的決定數(shù)量，可增加生產(chǎn)率及提高合格率， 而且可運(yùn)用較少的生產(chǎn)線人力實(shí)現(xiàn)更精確的產(chǎn)品分類，通過(guò)削減成本協(xié)助一家公司達(dá)到獲利底線。AOI 系統(tǒng)可在制造環(huán)境中顯著提高價(jià)值，在這些環(huán)境中，為了提升最終產(chǎn)品的一致性，制造過(guò)程通常充滿了變量。

　　不過(guò)，值得注意的是，若缺乏適當(dāng)?shù)挠?jì)算機(jī)架構(gòu)與控制功能，在必須使用多種編程語(yǔ)言整合DSP與FPGA時(shí)，AOI 系統(tǒng)會(huì)擔(dān)負(fù)較長(zhǎng)的開(kāi)發(fā)時(shí)間與付出更多工程資源的風(fēng)險(xiǎn)。因此，這些解決方案在獲得并采用新型DSP技術(shù)時(shí)，必須在軟硬件方面付出更多的投資。針對(duì)先進(jìn)AOI 應(yīng)用的理想解決方案，將是一種能在產(chǎn)能與成本比例中實(shí)現(xiàn)最佳平衡的平臺(tái)，而產(chǎn)能與成本比例則與制造程序、輸出入支持、易于編程、客制化與系統(tǒng)維護(hù)等息息相關(guān)。

　　ATCA Advanced Vision Platform （AVP） 平臺(tái)滿足高端視覺(jué)系統(tǒng)需求盡管最初的設(shè)計(jì)是針對(duì)下一代電信應(yīng)用， 但先進(jìn)電信運(yùn)算架構(gòu)（簡(jiǎn)稱AdvancedTCA或ATCA）也已經(jīng)證實(shí)是解決當(dāng)前高端機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)問(wèn)題的理想方案。這種開(kāi)放式架構(gòu)可節(jié)省開(kāi)發(fā)時(shí)間及相關(guān)成本，而配備PMC卡的ATCA系統(tǒng)還可進(jìn)行擴(kuò)展以提升系統(tǒng)靈活性。透過(guò)整合客制化PMC卡，并運(yùn)用創(chuàng)新的Gigabit 以太網(wǎng)絡(luò)和機(jī)箱管理（ shelf management）技術(shù)，以ATCA為基礎(chǔ)的機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)能在精巧、高密度的多刀鋒型機(jī)架系統(tǒng)中巧妙地滿足其性能需求。

　　具備PCI-X PMC 模塊的高性能CPU刀鋒板卡可用來(lái)建構(gòu)單一的先進(jìn)CPU平臺(tái)。一個(gè)PMC模塊就能與好幾種攝像機(jī)接口標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行通訊，包括Camera Link 、Firewire ，以及逐漸成為主流的Gigabit 以太網(wǎng)絡(luò)接口攝像機(jī)等。透過(guò)適當(dāng)?shù)卣线@些技術(shù)與靈活的架構(gòu)， PMC模塊可通過(guò)保證向后與前向兼容性，消除設(shè)備因陳舊而面臨報(bào)廢的風(fēng)險(xiǎn)，隨著技術(shù)進(jìn)展維持系統(tǒng)的最佳執(zhí)行效能，并確保用戶可獲得最大的投資回報(bào)。