NI CompactRIO平臺提供了業(yè)界第一批可編程自動化控制器(PAC)以實現內置視覺功能，并提供一個完全集成的高效設計來縮短產品上市時間和減小系統尺寸,。板卡級選件和堅固的模塊化控制器均可支持基于USB和千兆以太網的相機連接。 CompactRIO平臺還可以結合NI視覺開發(fā)模塊來加速嵌入式視覺應用的開發(fā),，NI視覺開發(fā)模塊包含了許多圖像處理功能，可在實時處理器和FPGA上運行,。
1. 應用
CompactRIO平臺的圖像支持可解決一系列涉及混合I/O的控制和測量應用,，包括：
自主機器人
通過在單個系統內集成傳感器連接、視覺,、運動和控制功能,，相機連接功能使得CompactRIO成為一個可用于開發(fā)專業(yè)機器人項目的平臺。
嵌入式醫(yī)療設備
圖像采集功能和小巧的外形結構為膠片掃描儀和自動化顯微鏡提供了一個理想的平臺,，同時實時操作系統選項也使獲得FDA（食品及藥物管理局）認證變得更加容易,。
工業(yè)監(jiān)測
機器視覺功能也使CompactRIO成為一個可用于工業(yè)應用的平臺，這些應用包括基于面掃描相機和熱成像相機的機器狀態(tài)監(jiān)測和關鍵管道監(jiān)測,。
圖2： 可通過添加熱成像至趨勢熱點為機器狀態(tài)監(jiān)測添加更多有用信息,。
2. 相機連接
添加可視數據可幫助系統更完整地了解所處的環(huán)境。在許多機器中,，視覺系統與主機控制器是分開的,，結果數據通過串行或以太網通信來傳輸。然而,，許多現代應用需要具有比分布式系統更低的延遲,、更小的尺寸或者更低的功耗。CompactRIO的高級控制功能與板載圖像采集和處理相結合實現了視覺和I/O之間的緊密同步,。通過基于千兆以太網和USB的相機連接,，CompactRIO硬件現在可以連接成千上萬款的工業(yè)相機。
CompactRIO控制器的高性能系列產品是基于Intel Atom和Intel Core i7處理器,，支持GigE視覺相機,，GigE視覺相機提供的電纜長度可達400米，帶寬高達1 Gb/s,。對于監(jiān)測應用,，壓縮圖像可以通過連接到任意具有以太網端口的CompactRIO終端的IP相機來采集。所有配備USB端口的CompactRIO和NI Single-Board RIO終端均能夠采集來自兼容USB3視覺相機的圖像,。為什么USB3視覺相機使用的是USB 2.0端口,？ USB3視覺相機提供了一個相機接口行業(yè)標準，NI視覺采集軟件通過該接口來連接市面上數百個USB3視覺相機,。機器視覺相機制造商正迅速采用該標準,，所以USB3視覺相機的應用預計將與GigE視覺相機一樣廣泛。雖然該標準是針對USB3.0端口而設計,，但是該標準也包含向后兼容USB 2.0端口選項,，許多CompactRIO終端使用的是USB 2.0端口。可兼容的相機包括Basler USB3視覺相機以及任何向后兼容USB 2.0端口的USB3視覺相機,。連接到各種USB3視覺相機,、GigE視覺相機和IP相機的能力為當前CompactRIO終端和用戶提供了許多即時成像選項。
由于NI-IMAQdx驅動程序使您可以在應用需求發(fā)生改變時無需編輯代碼,，無論使用的是哪個CompactRIO終端或相機接口,，從而確保了一致的軟件體驗。
3. FPGA圖像協處理
許多圖像處理算法可以充分利用FPGA的并行特性,，并卸載掉視覺應用中的處理器密集型任務,，從而釋放處理器來處理其他任務。視覺開發(fā)模塊包含超過50個FPGA圖像處理函數以及API來有效地處理處理器和FPGA之間的圖像傳輸,。這使得FPGA可用作協處理器,，將處理的圖像發(fā)送回主機或用于圖像處理，以緊密地配合其他處理任務和FPGA上的I/O,。這為視覺伺服控制等應用提供了一個高性能解決方案。
圖3： 通過將圖像處理任務卸載給FPGA來實現更快速的視覺功能,。
用戶可以使用NI視覺助手來快速創(chuàng)建原型和開發(fā)FPGA視覺應用,，NI視覺助手包含在視覺開發(fā)模塊中。視覺助手是一個基于配置的原型開發(fā)工具,，它使開發(fā)人員能夠重復執(zhí)行圖像處理算法,，查看參數變化對圖像的影響。算法運行結束后,，視覺助手會自動生成一個完整的NI LabVIEW項目,，包含主機處理器VI、FPGA VI和代碼等支持元素,，以在處理器,、FPGA以及相應的FIFO之間傳輸圖像。視覺助手生成的FPGA代碼也針對并行執(zhí)行進行了優(yōu)化,，而且用戶可以使用NI LabVIEW FPGA模塊中的LabVIEW FPGA IP生成器來修改圖像處理算法,。
4. 推薦的硬件和軟件
推薦的硬件： NI CompactRIO高性能控制器
推薦的圖像采集驅動程序： 2014年9月或之后發(fā)布的視覺采集軟件中的NI-IMAQdx
推薦的圖像處理軟件： NI視覺開發(fā)模塊