微視圖像:行業首臺 5G 工業相機+ AI +邊緣計算服務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

與市場上現有的其他工業相機相比,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網絡;

3)以前100條產線需要100臺相機加工業控制計算機,現在100條產線需要100臺5G相機加一臺邊緣計算服務器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工業控制計算機相比大幅降低;

5)實時顯示5G網絡質量情況;

6)滿足當前5G智慧工廠大部分應用場景;

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

AI定位“新基建”戰略發展中的核心角色,微視在此前已經做了很多AI相關的基礎工作,我們是國內第一批將AI引入到機器視覺行業的企業。

微視圖像開發5G相機的初衷是什么?

譚凱:微視圖像創辦于1994年,25年來一直深耕于機器視覺行業。從初創起始,我們一直在堅持走自主研發,持續創新的道路。我們開創了多個國內的第一,我們推出了國內第一塊數字圖像采集卡,2005年底推出國內第一款自研的千兆網相機,率先在國內推出了工業萬兆網解決方案并在寶鋼產線上實施成功。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”戰略發展中的核心角色,微視在此前已經做了很多AI相關的基礎工作,我們是國內第一批將AI引入到機器視覺行業的企業。這一次,借助于5G高速發展的契機,我們希望再次把握住機會,將5G和AI相結合再次充分有效結合起來,為機器視覺行業的發展和新一輪技術進步貢獻一點力量。

開發這款產品用了多長時間?5G相機在設計開發上特別之處有哪些?開發過程中遇到的最大的挑戰是什么?

譚凱:產品從設計到小批量投產,用了不到半年的時間。項目交付時間非常趕,研發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,整個技術框架才算是驗證通過了。和工業相機+CPE的方式相比,我們加入了無損壓縮,可以完全適應工業檢測環境,實現5G的工業落地。

微視-6.jpg  微視-5.jpg

5G相機及應用場景

這款相機性能方面有什么優勢?

譚凱:微視研發的PG-A5010C-5G相機內置華為最新的5G工業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/中國聯通/中國電信的4G/5G網絡。內置高質量低延時圖像壓縮功能,以適應5G網絡的上行帶寬。

工業場景下,由于涉及圖像檢測,對圖像數據的完整性及時延都有嚴格要求,因此,5G基礎設施的搭建非常關鍵,這個基礎信號的穩定性是需要運營商來保障的。

工業應用對穩定性要求極高,5G相機的數據傳輸穩定性如何?是否會受到5G網絡穩定性的影響?如何保證5G網絡始終如一地保持穩定?對于接收圖像處理信號的設備端,在接收信號方面有什么要求?

譚凱:微視研發的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網絡信號穩定的環境中,圖像傳輸是非常穩定可靠的,在信號質量較差的情況下,傳輸效率和傳輸穩定性肯定會受影響。工業場景下,由于涉及圖像檢測,對圖像數據的完整性及時延都有嚴格要求,因此,5G基礎設施的搭建非常關鍵,這個基礎信號的穩定性是需要運營商來保障的。另一方面,我們相機內置了高質量低延時的圖像壓縮算法,壓縮比率可遠程調整。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網路,我們也可以達到穩定傳輸。對于接收端,同樣需要保證基礎網絡環境的穩定性,我們的常規場景是配合華為MEC來一起使用,5G相機和MEC部署于客戶企業的5G核心中,5G信號的穩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相機結構設計較為緊湊,軟件設計較為智能化,因此在基礎網絡環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了在線操作、在線維護。可實現:遠程動態調整相機參數、遠程控制相機觸發拍照、遠程更換壓縮算法、遠程升級相機固件。遠程常規維護,需要通過相機反饋信息監測記錄5G網絡信號質量、鏈路狀態、傳輸帶寬及丟幀率等。

微視-1.jpg

圖2 流水線工件缺陷檢測圖例

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詳細介紹兩個5G相機的具體應用場景,為用戶帶來的好處?

譚凱:微視研發的PG-A5010C-5G相機,拋棄了傳統數據傳輸線纜,只需要給相機供電即可保證檢測系統的運行、不用部署PC或工控機算法、軟件統一轉移到MEC處理、現有的傳統算法庫集成了幾十個模塊算法,可在MEC邊緣計算服務器端訓練并統一更新升級,實施成本保守預計至少能降低40%;新的方案采用5G網絡,僅需將相機終端插上SIM卡(支持國內三大通訊運營商),在MEC平臺上集成相應即可,整個部署時間可壓縮到2天左右,部署成本能降低80%以上;生產設備通過5G鏈接,對生產設備可實現遠程集中運維、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域?

譚凱:目前重點領域是工業機器視覺檢測行業,我們已成功部署在國內某大型家電的生產線上,做線序的排查。隨著5G基礎設施的完善,這款一體式5G相機一定能得到更為廣泛的推廣應用,可預計到的應用場景有:老舊工廠的改造、柔性生產、智慧工廠的建設等。后續,依托于目前陸續落地的實際項目,我們會將本技術方案及商業模式復制到科研、軍工、醫療等多個5G視覺相關應用領域。

微視圖像目前在開發新產品和新技術上,還有什么新的方向?

譚凱:我們結合5G相機做了5G相機+AI以及傳統算法的演示平臺,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“國家級高新技術企業”、國內專業的圖像采集處理部件供應商及圖像應用系統集成和解決方案提供商。

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

微視圖像注重完善的服務體系,通過與客戶的溝通,為客戶提供優良的解決方案,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、售后服務到技術支持都盡量做到最優。經過不斷的發展,在上海、無錫、天津、武漢、南京、西安、深圳、長沙、成都等地增設了分公司和辦事處,在韓國、泰國等成立了分支機構。微視圖像品牌的產品用戶群現已遍及各個領域,用戶選用微視圖像的采集處理卡、相機及模塊所開發的產品已銷往德國、日本、韓國、美國、加拿大、俄羅斯、澳大利亞等國家。

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