NI提供了一系列支持圖像采集和處理的硬件選項(xiàng)。在本文檔中，將通過了解每個(gè)硬件平臺(tái)的軟件支持和相機(jī)支持，探索如何在這些不同的規(guī)格中進(jìn)行挑選。另外，還將針對(duì)性能、工業(yè)化以及集成準(zhǔn)則等各方面，討論硬件選擇。

本文檔主要專注產(chǎn)品之間的技術(shù)比較，它主要介紹了每個(gè)平臺(tái)的特性、優(yōu)點(diǎn)以及適合的應(yīng)用方向，為您的視覺檢測指定合適的硬件。

1.用于機(jī)器視覺應(yīng)用的NI硬件平臺(tái)選擇

NI機(jī)器視覺硬件產(chǎn)品包含從智能相機(jī)到獨(dú)立機(jī)器視覺系統(tǒng)到強(qiáng)大的PXI與基于PC的解決方案等不同的產(chǎn)品形式。這些硬件平臺(tái)在多個(gè)方面存在差異，包括外形尺寸以及性能，其中每個(gè)平臺(tái)都適用于不同的環(huán)境、應(yīng)用和系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)。

圖1：NI提供的主要機(jī)器視覺硬件平臺(tái)

性能最高的NICompactRIO和NISingle-BoardRIO控制器還提供低帶寬下的圖像采集和處理功能。這可以通過相比其他機(jī)器視覺平臺(tái)使用較小的圖像分辨率、較低的速度和更高的圖像壓縮實(shí)現(xiàn)。

圖2：用于機(jī)器視覺平臺(tái)的CompactRIO和NISingle-BoardRIO

2.軟件與操作系統(tǒng)支持

NI機(jī)器視覺軟件包是設(shè)計(jì)用于運(yùn)行在圖1所示的硬件選擇的。這意味著您可以在平臺(tái)之間進(jìn)行切換，并可以在這些機(jī)器視覺硬件目標(biāo)上重用大部分現(xiàn)存代碼。您還可以通過維護(hù)單個(gè)軟件包降低多系統(tǒng)的開發(fā)時(shí)間和維護(hù)成本。

CompactRIO和NISingle-BoardRIO平臺(tái)僅支持NI機(jī)器視覺開發(fā)模塊圖像處理庫，但不支持用于自動(dòng)檢測的NI視覺生成器。

除了可以在所有平臺(tái)上使用NILabVIEW圖形化編程環(huán)境之外，您還可以利用NI機(jī)器視覺開發(fā)模塊，使用C、C++、VisualBasic以及.NET語言（VisualBasic.NET和C#）等基于文本的開發(fā)環(huán)境對(duì)運(yùn)行Windows操作系統(tǒng)的系統(tǒng)進(jìn)行編程。

3.每個(gè)平臺(tái)的優(yōu)點(diǎn)與特性比較

不同平臺(tái)基于以下九個(gè)準(zhǔn)則進(jìn)行比較：

集成I/O——I/O數(shù)量與范圍（數(shù)字TTL、數(shù)字光絕緣體、模擬）

需要維護(hù)的移動(dòng)零件更少——無風(fēng)扇設(shè)計(jì)和固態(tài)驅(qū)動(dòng)器可以免受振動(dòng)損害

功率消耗——系統(tǒng)消耗的總功率

溫度評(píng)級(jí)——系統(tǒng)經(jīng)過驗(yàn)證的溫度范圍

采集帶寬——可以將圖像采集到系統(tǒng)中的最大吞吐量，通過圖像分辨率、位深和幀速率組合定義

最大圖像尺寸——在內(nèi)存和處理能力限制下可以用系統(tǒng)采集的最大圖像尺寸

處理能力——更高的處理能力由核心或協(xié)處理器的速度與數(shù)量決定

與其他測量集成（例如數(shù)據(jù)采集、運(yùn)動(dòng)控制）——直接RTSI連接與觸發(fā)，可以用于系統(tǒng)中的其他模塊可用性（C系列模塊、PXI模塊、PCI板卡），并通過以太網(wǎng)與其他設(shè)備集成進(jìn)行比較

圖3：參考雷達(dá)圖

每個(gè)硬件平臺(tái)在雷達(dá)圖中，不同準(zhǔn)則下的評(píng)價(jià)通過分布來表示。有趣的是這種表示方法與圖3中用相似評(píng)分方法表示的信息相同。

NI智能相機(jī)

圖4：NI智能相機(jī)雷達(dá)圖

特性

集成處理器和圖像傳感器

最小功率消耗

專用機(jī)器視覺硬件

用于更高算法性能模型的DSP協(xié)處理器

集成數(shù)字I/O與內(nèi)建照明控制

NI緊湊機(jī)器視覺系統(tǒng)

圖5：NI緊湊機(jī)器視覺系統(tǒng)雷達(dá)圖

特性

多用途IEEE1394相機(jī)（對(duì)于多相機(jī)系統(tǒng)而言，成本低于智能相機(jī)）

專用機(jī)器視覺硬件

固態(tài)存儲(chǔ)器

29條可重配置數(shù)字I/O線路

尺寸最小的多用途系統(tǒng)

NI嵌入式機(jī)器視覺系統(tǒng)

圖6：NI嵌入式機(jī)器視覺系統(tǒng)雷達(dá)圖

特性

多用途IEEE1394相機(jī)（對(duì)于多相機(jī)系統(tǒng)而言，成本低于智能相機(jī)）

專用機(jī)器視覺硬件

雙核處理器與2GBRAM

無風(fēng)扇設(shè)計(jì)與固態(tài)存儲(chǔ)器

眾多工業(yè)通訊與I/O選項(xiàng)

PXI與PXIExpress系統(tǒng)

圖7：用于PXI與PXIExpress系統(tǒng)的雷達(dá)圖

特性

支持所有圖像標(biāo)準(zhǔn)

無與倫比的定時(shí)、觸發(fā)以及與星型觸發(fā)器集成，它是一種高性能的觸發(fā)器信號(hào)，可以用于PXI機(jī)箱中所有模塊的同步

機(jī)器視覺相關(guān)板卡與非機(jī)器視覺插入板卡的更高可用性

工業(yè)PC與臺(tái)式機(jī)

圖8：PC系統(tǒng)雷達(dá)圖

特性

機(jī)器視覺相關(guān)板卡與非機(jī)器視覺插入板卡的更高可用性

需要花費(fèi)一定的時(shí)間驗(yàn)證PC與插入板卡的兼容性

相比經(jīng)過認(rèn)證的NI的系統(tǒng)（嵌入式機(jī)器視覺系統(tǒng)、PXI），壽命較短

如果使用集成USB、IEEE1394、【千兆】以太網(wǎng)端口，無需插入板卡（雖然插入板卡能夠提供I/O并且降低負(fù)荷）

無處理器、內(nèi)存、存儲(chǔ)器等的限制

CompactRIO與NISingle-BoardRIO

圖9：CompactRIO與NISingle-BoardRIO系統(tǒng)雷達(dá)圖

特性

模塊化I/O（基于應(yīng)用程序混和與匹配）

工作溫度為-40至+70℃

NISingle-BoardRIO是適用于OEM/嵌入式設(shè)備的板卡專用版本

更低采集帶寬和較高的處理器圖像解壓縮負(fù)荷（目前適用于使用IP相機(jī)和使用第三方C系列幀抓取器的模擬相機(jī)來采集jpeg格式圖像）

4.相機(jī)支持與相機(jī)選擇

在選擇機(jī)器視覺系統(tǒng)方面，相機(jī)兼容性通常是最終決定因素。根據(jù)您所選擇的圖像標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用所需的圖像傳感器需求，存在不同的可能性。市場上提供了眾多相機(jī)選擇，NI支持大量圖像標(biāo)準(zhǔn)，您可能在選擇機(jī)器視覺系統(tǒng)時(shí)需要得到幫助。表3和表4提供了對(duì)于不同類型的相機(jī)而言，需要考慮何種硬件解決方案。

圖10：NI的機(jī)器視覺系統(tǒng)與眾多廠商的相機(jī)兼容。