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　　在很多高速的自動化應用中，對機器視覺與運動控制的交互速度和穩定性要求越來越高，既要求在某一特定時間段內獲取圖像、處理圖像，又要求將結果與運動控制在確定的循環周期內交互數據。

　　為了確保實現這一過程，并不適合使用像Windows這樣的操作系統，因為這樣的操作系統中包含能引入無限延遲的內部機制，導致交互過程的不可預知性。例如高速表面貼裝、基于視覺伺服技術的精密組裝以及近幾年流行的異型電池疊片等應用，基于Windows的視覺引導在執行穩定性、良率控制和Cycle Time優化上會面臨越來越大的挑戰。

　　為了滿足高性能視覺引導系統的要求，先進的自動化系統需要引入實時操作系統(RTOS)。不同于Windows這樣的操作系統，實時操作系統允許設計者能準確地預測系統抖動——開始和完成任務的時間，如圖像采集、處理和I/O控制。雖然實時操作系統能夠用于此類任務，但是它們通常與Windows等通用操作系統結合使用。這樣，開發人員便能夠利用現成的開發包實現圖形用戶界面等功能，同時利用實時操作系統來實現一些對時間要求嚴苛的任務。

　　ProV Real-Time(簡稱ProV RT)是ProU團隊開發的基于RTOS和Microsoft Window的實時視覺引導系統.我們將實現圖像采集的GigE協議遷移到實時系統。同時，圖像算法和對位計算也在實時系統上計算完成。通過與ProU WinPLC上同樣基于RTOS的運動控制模塊的實時交互，實現了振奮人心的快速、穩定的視覺引導應用。ProU winPLC的系統組成和功能如下圖：

　　從整個視覺引導的過程來看，從拍照命令開始、相機的驅動調用、圖像傳輸、查詢完成、圖像處理、通訊、運動控制各個環節都需要Windows介入，這是導致系統延遲的根源。通過大量的實驗和數據分析，我們記錄了因為Windows介入可能產生的延時的環節。對比ProV RT來說，整體的執行時間會變長，同時不確定性增加。而圖像傳輸與處理這些固定的時間開銷繼續存在。整個流程的分析如下圖：

　　通過具體的案例能夠更清晰的看到，ProV RT相對于傳統基于Microsoft Windows操作系統解決方案的區別。

　　winPLC控制器通過EtherCAT總線控制3臺雷賽閉環步進，一臺大恒500MP/GigE接口的工業相機與winPLC上的ProV RT模塊連接。

　　winPLC同時完成視覺對位和運動控制，應用到常見的如卡尺、Blob等圖像工具，圖像處理和傳輸都在實時系統(RTOS)中完成。用戶在ProV RT平臺上通過拖拽框圖可以實現圖像處理與對位計算，并將計算結果傳遞給ProU平臺上的運動控制模塊。

　　作為對比，我們使用H圖像算法庫和G運動控制板卡，實現同樣的圖像算法和運動控制。數據對比如下：

　　連續圖像傳輸和處理約2000次(如上圖)，ProVRT的平均耗時約縮短10%。而更明顯的區別在于執行周期的穩定性上，在上圖中能夠明顯看到，基于Windows視覺執行周期的數個尖峰，最長的執行周期達到540ms。

　　而對于完整的測試——連續視覺引導對位2000次(如上圖)。

　　ProV RT的執行效率約提高20%，最大的差異還是在執行周期的穩定性上，基于Windows的運動控制和視覺在某些周期會產生最長1080ms的延遲。

　　對于追求高速、穩定執行周期的機器來說，長達1s的延遲帶來的可能是機器停頓、良率下降、工藝驗

　　證失敗等實際發生的問題。

　　值得一提的是，ProV RT是開放的實時視覺平臺，圖像算法公司可以將自己的圖像算法放在ProVRT中執行，并直接調用ProU中的運動控制模塊。目前，ProV RT已經在數個如高速表面貼裝、基于視覺伺服技術的精密組裝等多個有極端性能和穩定性要求的場景展示了獨特的價值。

　　對于大部分自動化設備來說，ProV RT所提供的性能和價值不是顯而易見的。然而，面對世界周遭的波濤洶涌,靜下心來對極致性能孜孜不倦的追求是ProU團隊的目標。