微視圖像:行業(yè)首臺 5G 工業(yè)相機+ AI +邊緣計算服務(wù)器智慧工廠升級改造方案

文:北京微視新紀元科技有限公司2020年第四期

與市場上現(xiàn)有的其他工業(yè)相機相比,這款5G相機最突出的特點是什么?

譚凱:

1)減少線纜,通過5G傳輸圖片,傳輸帶寬接近1000Mb;

2)配置簡單,插入SIM卡即可連上5G網(wǎng)絡(luò);

3)以前100條產(chǎn)線需要100臺相機加工業(yè)控制計算機,現(xiàn)在100條產(chǎn)線需要100臺5G相機加一臺邊緣計算服務(wù)器MEC即可;

4)支持異地遠程部署和運維,軟件部署升級維護成本和傳統(tǒng)工業(yè)控制計算機相比大幅降低;

5)實時顯示5G網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量情況;

6)滿足當前5G智慧工廠大部分應(yīng)用場景;

7)內(nèi)置華為SDK,實現(xiàn)3-6倍無損壓縮,解決工業(yè)視覺上行帶寬要求需求過大問題。

AI定位“新基建”戰(zhàn)略發(fā)展中的核心角色,微視在此前已經(jīng)做了很多AI相關(guān)的基礎(chǔ)工作,我們是國內(nèi)第一批將AI引入到機器視覺行業(yè)的企業(yè)。

微視圖像開發(fā)5G相機的初衷是什么?

譚凱:微視圖像創(chuàng)辦于1994年,25年來一直深耕于機器視覺行業(yè)。從初創(chuàng)起始,我們一直在堅持走自主研發(fā),持續(xù)創(chuàng)新的道路。我們開創(chuàng)了多個國內(nèi)的第一,我們推出了國內(nèi)第一塊數(shù)字圖像采集卡,2005年底推出國內(nèi)第一款自研的千兆網(wǎng)相機,率先在國內(nèi)推出了工業(yè)萬兆網(wǎng)解決方案并在寶鋼產(chǎn)線上實施成功。目前國家在大力提倡智能制造、中國制造2025,國產(chǎn)化是一個必然趨勢,智能化也是必然趨勢。大家都知道5G/AI這兩個大風口,2020年初始,國家從政策上將5G、AI定位“新基建”戰(zhàn)略發(fā)展中的核心角色,微視在此前已經(jīng)做了很多AI相關(guān)的基礎(chǔ)工作,我們是國內(nèi)第一批將AI引入到機器視覺行業(yè)的企業(yè)。這一次,借助于5G高速發(fā)展的契機,我們希望再次把握住機會,將5G和AI相結(jié)合再次充分有效結(jié)合起來,為機器視覺行業(yè)的發(fā)展和新一輪技術(shù)進步貢獻一點力量。

開發(fā)這款產(chǎn)品用了多長時間?5G相機在設(shè)計開發(fā)上特別之處有哪些?開發(fā)過程中遇到的最大的挑戰(zhàn)是什么?

譚凱:產(chǎn)品從設(shè)計到小批量投產(chǎn),用了不到半年的時間。項目交付時間非常趕,研發(fā)的計劃表細化到了小時,到了項目后期,大部分團隊成員攻堅了1個月左右,整個技術(shù)框架才算是驗證通過了。和工業(yè)相機+CPE的方式相比,我們加入了無損壓縮,可以完全適應(yīng)工業(yè)檢測環(huán)境,實現(xiàn)5G的工業(yè)落地。

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5G相機及應(yīng)用場景

這款相機性能方面有什么優(yōu)勢?

譚凱:微視研發(fā)的PG-A5010C-5G相機內(nèi)置華為最新的5G工業(yè)模組和海思高性能圖像處理芯片,采用CMOSBSI背照式面陣圖像傳感器口,5MP分辨率下采集傳輸幀率可達30fps,支持自動曝光、自動增益、自動白平衡;配有NanoSIM卡座,可兼容中國移動/中國聯(lián)通/中國電信的4G/5G網(wǎng)絡(luò)。內(nèi)置高質(zhì)量低延時圖像壓縮功能,以適應(yīng)5G網(wǎng)絡(luò)的上行帶寬。

工業(yè)場景下,由于涉及圖像檢測,對圖像數(shù)據(jù)的完整性及時延都有嚴格要求,因此,5G基礎(chǔ)設(shè)施的搭建非常關(guān)鍵,這個基礎(chǔ)信號的穩(wěn)定性是需要運營商來保障的。

工業(yè)應(yīng)用對穩(wěn)定性要求極高,5G相機的數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定性如何?是否會受到5G網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性的影響?如何保證5G網(wǎng)絡(luò)始終如一地保持穩(wěn)定?對于接收圖像處理信號的設(shè)備端,在接收信號方面有什么要求?

譚凱:微視研發(fā)的PG-A5010C-5G相機在多個實驗室做了充分的測試工作,在多個最終客戶處也做了實際部署驗證,在5G網(wǎng)絡(luò)信號穩(wěn)定的環(huán)境中,圖像傳輸是非常穩(wěn)定可靠的,在信號質(zhì)量較差的情況下,傳輸效率和傳輸穩(wěn)定性肯定會受影響。工業(yè)場景下,由于涉及圖像檢測,對圖像數(shù)據(jù)的完整性及時延都有嚴格要求,因此,5G基礎(chǔ)設(shè)施的搭建非常關(guān)鍵,這個基礎(chǔ)信號的穩(wěn)定性是需要運營商來保障的。另一方面,我們相機內(nèi)置了高質(zhì)量低延時的圖像壓縮算法,壓縮比率可遠程調(diào)整。目前測試情況來看,對5G上行速率要求不是特別苛刻,在部分場景下,降速到4G網(wǎng)路,我們也可以達到穩(wěn)定傳輸。對于接收端,同樣需要保證基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的穩(wěn)定性,我們的常規(guī)場景是配合華為MEC來一起使用,5G相機和MEC部署于客戶企業(yè)的5G核心中,5G信號的穩(wěn)定性及速度可以得到充分保障。

5G相機在部署、使用和維護方面,需要注意什么?

譚凱:一體式5G相機結(jié)構(gòu)設(shè)計較為緊湊,軟件設(shè)計較為智能化,因此在基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境搭建完備的情況下,部署相對簡易方便。在使用和維護上,我們最大限度地實現(xiàn)了在線操作、在線維護??蓪崿F(xiàn):遠程動態(tài)調(diào)整相機參數(shù)、遠程控制相機觸發(fā)拍照、遠程更換壓縮算法、遠程升級相機固件。遠程常規(guī)維護,需要通過相機反饋信息監(jiān)測記錄5G網(wǎng)絡(luò)信號質(zhì)量、鏈路狀態(tài)、傳輸帶寬及丟幀率等。

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圖2 流水線工件缺陷檢測圖例

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詳細介紹兩個5G相機的具體應(yīng)用場景,為用戶帶來的好處?

譚凱:微視研發(fā)的PG-A5010C-5G相機,拋棄了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸線纜,只需要給相機供電即可保證檢測系統(tǒng)的運行、不用部署PC或工控機算法、軟件統(tǒng)一轉(zhuǎn)移到MEC處理、現(xiàn)有的傳統(tǒng)算法庫集成了幾十個模塊算法,可在MEC邊緣計算服務(wù)器端訓(xùn)練并統(tǒng)一更新升級,實施成本保守預(yù)計至少能降低40%;新的方案采用5G網(wǎng)絡(luò),僅需將相機終端插上SIM卡(支持國內(nèi)三大通訊運營商),在MEC平臺上集成相應(yīng)即可,整個部署時間可壓縮到2天左右,部署成本能降低80%以上;生產(chǎn)設(shè)備通過5G鏈接,對生產(chǎn)設(shè)備可實現(xiàn)遠程集中運維、集中管控,運維成本能減少70%以上。(流水線工件缺陷檢測圖例如圖2所示)

這款5G相機將重點推向的市場領(lǐng)域?

譚凱:目前重點領(lǐng)域是工業(yè)機器視覺檢測行業(yè),我們已成功部署在國內(nèi)某大型家電的生產(chǎn)線上,做線序的排查。隨著5G基礎(chǔ)設(shè)施的完善,這款一體式5G相機一定能得到更為廣泛的推廣應(yīng)用,可預(yù)計到的應(yīng)用場景有:老舊工廠的改造、柔性生產(chǎn)、智慧工廠的建設(shè)等。后續(xù),依托于目前陸續(xù)落地的實際項目,我們會將本技術(shù)方案及商業(yè)模式復(fù)制到科研、軍工、醫(yī)療等多個5G視覺相關(guān)應(yīng)用領(lǐng)域。

微視圖像目前在開發(fā)新產(chǎn)品和新技術(shù)上,還有什么新的方向?

譚凱:我們結(jié)合5G相機做了5G相機+AI以及傳統(tǒng)算法的演示平臺,可以給高校老師以及各工廠實驗室來做實驗以及展示。

公司簡介

北京微視新紀元科技有限公司(微視圖像)始于1994年,是北京市科委、財政局、國稅局和地稅局共同認定的“國家級高新技術(shù)企業(yè)”、國內(nèi)專業(yè)的圖像采集處理部件供應(yīng)商及圖像應(yīng)用系統(tǒng)集成和解決方案提供商。

微視圖像專業(yè)從事圖像采集板卡、模塊、系統(tǒng)、軟件、高速、高清晰度攝像頭、智能相機等微視圖像品牌產(chǎn)品的研制與開發(fā),以物理科研、生物科研、工業(yè)相機視覺、交通安防及航空航天等領(lǐng)域為主要經(jīng)營方向,具有多年開發(fā)圖像圖形產(chǎn)品的經(jīng)驗。微視圖像公司已正式通過了ISO9001:2015國際質(zhì)量管理體系認證。公司秉承“一流產(chǎn)品超一流服務(wù)”理念,堅持在技術(shù)上不斷創(chuàng)新和精益求精,并注重完善的售后服務(wù),與多所著名大學(xué)和研究院保持著良好的長期合作關(guān)系,有效的提升了公司的核心技術(shù)競爭力,研發(fā)的產(chǎn)品在國內(nèi)具有領(lǐng)先技術(shù)水平,有多款產(chǎn)品通過了CE、FCC、VCCI、IC等產(chǎn)品認證。

微視圖像注重完善的服務(wù)體系,通過與客戶的溝通,為客戶提供優(yōu)良的解決方案,最大程度滿足客戶的需求。公司擁有一支高效的營銷隊伍,從市場開拓、售后服務(wù)到技術(shù)支持都盡量做到最優(yōu)。經(jīng)過不斷的發(fā)展,在上海、無錫、天津、武漢、南京、西安、深圳、長沙、成都等地增設(shè)了分公司和辦事處,在韓國、泰國等成立了分支機構(gòu)。微視圖像品牌的產(chǎn)品用戶群現(xiàn)已遍及各個領(lǐng)域,用戶選用微視圖像的采集處理卡、相機及模塊所開發(fā)的產(chǎn)品已銷往德國、日本、韓國、美國、加拿大、俄羅斯、澳大利亞等國家。

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