National Instruments TechnologyNational Instruments Technologyin Vision Inspection

1

NI Vision PlatformVision Application

Configuration ProgrammingVi i D l t M d l

g‐ Vision Builder AI ‐

‐Vision Development Module ‐LabVIEW / LabVIEW RT

NI Vision Acquisition Software

2

The NI Vision DifferenceHigh‐performance and ease‐of‐use• High‐level tools and low‐level functions• Single API for all NI Vision hardware• LabVIEW and C code generation with Vision Assistant

3

The NI Vision Difference

• Camera Link • GigE Vision

Open platform for interoperability and connectivityCamera Link– NI PCIe‐1429 (Full)– NI PCIe‐1430 (Dual Base)– NI PCIe‐1427 (Base)– NI PCI/PXI‐1428 (Base/Medium)

NI PCI 1426 (B )

GigE Vision– NI PCIe‐8231– NI PCIe‐8235– NI PXIe‐8234

• Analog– NI PCI‐1426 (Base)

• IEEE 1394– NI PCI/PXI‐8252 (1394a)– NI PCI‐8254R (1394a)– NI PCIe‐8255R (1394a & 1394b)

– NI PCI‐1405 (1‐ch color/mono.)• Parallel Digital

– NI PCI‐1422 (RS422, LVDS)– NI PCI‐1424 (RS422, LVDS, TTL)

NI PCIe 8255R (1394a & 1394b)

NI Vision Acquisition Software

4

The NI Vision DifferenceScalable software• Embedded or PC‐based• Configurable or programmable PC‐Based Vision 

Systems

PXI Vision Systems

Compact Vision

Embedded Vision Systems

Smart Cameras

Compact Vision Systems

PC‐Based Vision Systems

Embedded Vision SystemsSmart Cameras

Size

5

Vision SystemsVision SystemsSmart Cameras

The NI Vision DifferenceIntegrated Measurement and Control Platform

Host PCNI TouchPanelNI CVSNI Compact DAQ

NI Smart Camera

USB

Ethernet

NI Smart CamerasNI CompactRIO

cFP 180x Ethernet I/O

6

Scientific Imaging ApproachLighting, Lens, Camera, HW, SW

Transducer Signal Conditioning A/D SWTransducer, Signal Conditioning, A/D, SW

7

Machine Vision Approach

• More demanding:Triggering and I/O

Difficult lighting

Actuators and PLCs

Mechanical fixturingg

Industrial communication

Nonprogrammers p g

8

NI Vision HardwareNI Vision Hardware

National Instruments Frame Grabbers

AnalogParallel Digital

GigE

10

Demo – IEEE 1394 Bandwidth Calculator Camera Link

Performance Benchmark

11

A Smart Camera Is…A Smart Camera Is…1. An all‐in‐one device used to locate, identify, and inspect 

objects2. A vision sensor that outputs inspection results, not images 3. The fusion of an automation controller with a camera sensor

• High‐performance processor– PowerPC DSP or X86

• Industrial camera– CCD or CMOSPowerPC, DSP, or X86

• Built‐in I/O• Real‐time operating system• Programmed or configured remotely

CCD or CMOS– Many sensor speeds– Many sensor 

resolutions

12

• Standard lens mount

NI Family of Smart CamerasHigh Quality Image Sensor

Powerful ProcessingPowerful ProcessingLighting Control

Industrial I/ODual Gigabit Ethernet

13

NI Smart Camera EcosystemLens

SoftwareLighting

Operator InterfaceCamera Fixture

Power Supply Ethernet Expansion I/O

Direct I/O

14

LightingLighting

5 V TTL and 24 V strobe signalsCamera generates strobe signals synchronized with image acquisitions

15

Lighting (cont.)Lighting (cont.)Integrated lighting controller

Di tl d i t t ll d li ht h dDirectly drive current‐controlled light heads

Up to 1 A in strobe mode

Up to 500 mA continuousUp to 500 mA continuous

16

Inputs/OutputsInputs/Outputs

• 2 opto‐isolated input linesSinking/sourcing, 24 V

Camera trigger input

Product selection, learn input signal 

• 2 opto‐isolated output lines• Sinking/sourcing, 24 V, 100 mA

• Connect to PLCs, drive solenoids, l lvalves, relays…

17

Input/Outputs (cont.)p / p ( )• Isolated outputs pulse generation

Single‐shot pulse—Drive ejection mechanismg p j

Pulse train—Basic stepper motor control, PWM output

• Quadrature encoder inputDelay trigger or output pulse by given number of encoder counts

Read the absolute position of a motion axisRead the absolute position of a motion axisStep signalStep signal

ISO 1+ISO 1‐ISO 1+ISO 1‐

Step +Step ‐Step +Step ‐

Step signalISO 1+ISO 1‐

Step +Step ‐

Direction signalDirection signalISO 0 +ISO 0 ‐ISO 0 +ISO 0 ‐

Dir +Dir ‐Dir +Dir ‐

Direction signalISO 0 +ISO 0 ‐

Dir +Dir ‐

18

New Smart Camera models• Higher resolution up to 1280x1024 (1744 and 1764)

• On‐board 720 MHz Texas Instrument DSP coprocessor to improve performance (up to 4X)improve performance (up to 4X) for optical character recognition, pattern matching, and code reading (1762 and 1764)reading (1762 and 1764)

19

New!!! NI Embedded Vision System

• Fanless embedded system (no moving parts)• Real‐time operating system• First system to support GigE Vision cameras on a Real‐Time OS

h f l l• High‐performance 1.66 GHz Intel Core Duo multicore processor• 1 GB solid‐state drive• 1GB DDR2‐667 memory• 0 45°C extended temperature range

20

• 0‐45 C extended temperature range

NI Vision SoftwareNI Vision Software

Vision Acquisition Software• Acquire, save, and display images from thousands of different cameras

• Works with all NI frame grabbers, IEEE 1394 cameras, and GigE Vision cameras

• Compatible with LabVIEW, C/C++, Visual Basic, and .NET,

• Include with all NI image acquisition hardware

• Include with the Vision Development Module and Vision Builder AI

22

Builder AI

Vision Builder for Automated Inspectionp

• Popular for machine vision

• End‐user focused

• Excellent for simple applicationsp pp

23

Demo – Compact Vision System Programming with VBAI

Customizing Inspection Interface• Localize text, add company logos, or leverage LabVIEW controls and indicators to show specific results in VBAI Inspection InterfaceInterface

• View customized inspection interface of real‐time target through a web browser

24

Some common software limitationsLooping

1) Locate and count objects

Branching1) Measure feature

2) Inspect objects one at a time2) Choose next inspection based on feature

25

In Other Words…Branching Looping

26

Vision Development Module• Machine vision application development software for LabVIEW, C/C++, Visual Basic, and .NET

• Includes Vision Assistant, a menu‐driven, prototyping software and code generator for LabVIEW and C

• High‐level machine vision and image processing functions and• High‐level machine vision and image processing functions and display tools

27

Programming Vision System with LabVIEW and Vision Development Module

• For LabVIEW programmers, researchers and scientists

• Start with Vision Development Module Use Express VIs

Go to the Solution Wizard first

Code generationg

28