作者:歐敏銓
「我們希望讓每一個人都能輕鬆玩轉機器視覺,就像Arduino之於嵌入式世界。」——OpenMV團隊
機器視覺曾經是高門檻、專業領域的代名詞。昂貴的硬體、複雜的演算法與艱澀的開發語言,讓許多創客、教育者與小型企業望而卻步。然而,這一切正隨著OpenMV的誕生而改變。這一系列開源、低成本且功能強大的模組,正以「機器視覺世界的Arduino」為目標,推動嵌入式視覺應用的普及與創新。
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開源精神與低門檻的革命
OpenMV的誕生,源自於一個簡單卻遠大的願景:讓機器視覺不再是少數人的專利。OpenMV是一款整合了相機與微控制器的開源低成本模組,專為嵌入式系統和物聯網設計,強調即時處理、低功耗與易用性,並以MicroPython作為主要開發語言,適合教育、快速原型和輕量級應用。
值得一提的是,開發團隊將其硬體設計、原理圖、PCB以及硬體全部開源,放在GitHub上,任何人都能免費取得並自行修改。這種徹底的開放策略,不僅降低了學習與開發門檻,也激發了全球創客社群的熱情與創意。
價格同樣親民。OpenMV模組設計之初就將成本壓低至百美元以下,遠低於傳統工業級視覺模組,讓教育、科研、創客與初學者都能輕鬆入手。這種「人人可得」的策略,讓機器視覺真正走進了教室、實驗室與創客空間。
相較於另一個大家熟悉的平台是OpenCV,兩者在機器視覺領域各有定位與優勢。相較之下,OpenCV是一個跨平台、功能強大的計算機視覺庫,支援多種編程語言和操作系統,擁有豐富的演算法和高度靈活性,適合從簡單到複雜的各類視覺任務,尤其適用於需要高性能計算的桌面或伺服器環境。簡言之,OpenMV適合嵌入式即時視覺應用,而OpenCV則是多平台複雜視覺系統的首選工具。
Python語言:讓機器視覺變得親切易用
在軟體層面,OpenMV選擇了MicroPython作為開發核心。這個決定讓無數開發者眼前一亮。過去,機器視覺多半依賴C/C++等較為艱深的語言,學習曲線陡峭。而Python語言以其簡潔、易讀、社群龐大著稱,MicroPython則將這一優勢帶入嵌入式世界。用戶只需幾行Python代碼,就能調用底層高效的C語言視覺演算法,實現顏色識別、物體追蹤、人臉偵測等功能,極大降低了開發難度與時間成本。
OpenMV官方還提供跨平台的OpenMV IDE,整合了程式碼編輯、即時影像顯示、介面終端、直方圖等功能。無論是初學者還是資深開發者,都能在這個友善環境中快速上手、調試與部署機器視覺應用。
機器視覺算法一應俱全
OpenMV內建豐富的視覺演算法庫,涵蓋顏色識別、色塊尋找、人臉偵測、眼球追蹤、邊緣檢測、標誌追蹤、條碼/二維碼識別、字符識別等功能。這些功能不僅能單獨運用,還能靈活組合,實現複雜的視覺任務。無論是教育課程中的顏色分類實驗,還是工業生產線上的瑕疵檢測,OpenMV都能勝任。
更進階的用戶還可利用TensorFlow Lite Micro等框架,在OpenMV上實現AI推論,進行物件分類、手勢辨識等TinyML應用,讓嵌入式視覺邁向智慧化。
強大硬體:小巧身軀蘊藏無限可能
目前OpenMV已發表多款產品,請參考下表比較,其中OpenMV H7 Plus屬於高階型號,支援5MP感測器與SDRAM,特別適合高解析度與AI應用需求;而OpenMV Cam H7 R2則為入門型號,價格最為親民,適合教育推廣及基礎應用。至於Arduino Nicla Vision與Portenta H7,這兩款為合作推出的產品,分別強調體積小巧或功能強大,但相對售價較高。表中所列售價依據OpenMV官網、代理商與大宗採購價格整理,僅供參考,實際價格可能因地區與供應商有所變動。
最新主流版本OpenMV Cam H7,體積僅45×36毫米,卻蘊藏驚人能量。它搭載了STM32H743VI ARM Cortex M7處理器,主頻達400MHz,配備1MB SRAM與2MB Flash記憶體,外加microSD卡槽,支援高速資料存取與錄影。
預設搭載OmniVision OV7725感測器,解析度達640×480,最高可達120fps,可應對多數即時視覺任務。更值得一提的是,OpenMV支援鏡頭與感測器模組更換,用戶可依需求選擇全域快門模組(消除運動模糊)、FLIR熱成像模組(進行熱感監控)等,極大提升應用彈性。
I/O擴展性同樣出色,支援USB、SPI、I2C、CAN、UART、ADC、DAC、伺服控制、RGB LED與紅外LED等多種介面,方便連接各式感測器與外部設備。用戶甚至可外接Wi-Fi、藍牙等模組,打造無線機器視覺應用。
技術進化:OpenMV N6與未來展望
隨著技術不斷進步,OpenMV也在持續創新。最新的OpenMV N6模組,搭載1百萬像素全域快門相機,最高可錄製120fps影像,並內建Wi-Fi、藍牙LE 5.1與Gigabit Ethernet等通訊功能。更強大的STM32N6處理器,讓N6能以低於0.75W功耗,實現30fps的YOLOv8n影像偵測,將嵌入式AI推向新高度。
這些創新不僅滿足了工業級應用的高性能需求,也讓開發者能更快速地部署各種新型態的機器視覺應用,從邊緣運算到智慧城市,從自駕車到無人倉儲,OpenMV都展現出強大生命力。
》延伸閱讀:讓低功耗行動AI落地!OpenMV推 AI 相機模組
從教室到工廠,從機器人到無人機
OpenMV的應用場景極為廣泛。教育領域,OpenMV成為STEAM課程與機器人競賽的熱門選擇,幫助學生理解機器視覺原理、培養程式設計與創新能力。創客社群則利用OpenMV打造各類自走車、智能巡線機器人、互動裝置,實現從想法到產品的快速迭代。
工業領域,OpenMV可用於生產線簡易質檢、條碼/二維碼識別、機械錶盤讀數數位化等,提升自動化與智慧化程度。農業、建築、能源、交通等行業,也能利用OpenMV進行遠端監控、資產管理、進度追蹤與安全防護。
無人機與自走機器人更是OpenMV的施展舞台。其輕巧體積、低功耗與即時視覺處理能力,使其成為無人機導航、障礙物避讓、目標追蹤等應用的理想選擇。
小結
OpenMV的出現,不僅降低了機器視覺的入門門檻,更激發了全球創客、教育者與開發者的無限創意。從教室到工廠,從機器人到無人機,OpenMV正以開源、低成本、易用與可擴展的特性,推動嵌入式機器視覺走向大眾化。隨著技術持續進化,OpenMV與更多的新興方案將共同開創嵌入式AI與機器視覺的新時代,讓每一個有夢想的創作者,都能在這個舞台上盡情揮灑創意。
- 嵌入式機器視覺世界的Arduino:OpenMV - 2025/06/24
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