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工业机器视觉系统的组成及原理

作 者:康耐德智能关注:415发表时间:2018-11-21 09:17:05来源:网络资源

机器视觉技术是基于计算机科学上一个重要的分之,它设计分领域之广,包括了计算机、图像处理、人工智能、信号处理、模式识别等等技术内容。从诞生发展,时至今日已经有了三十多年的发展历史了,随着工业自动化的进程,机器识别技术从功能上逐渐完善,也成功应用到工业当中。其中有CCD工业摄像机、智能相机、ARMFPGA、图像处理等技术发展之迅速,很大的推动了[ 工业机器视觉系统]的发展。

简单的说,机器视觉技术的本质,就是利用机器代替人眼来进行各种操作与判断。极大地节省了劳动力,提高了工作效率,工作相对规范化,错误率明显降低。


什么是工业机器 视觉系统

就是利用[工业机器视觉系统]技术,从而设计的操作系统。该系统当中一般包括光源、镜头、CCD照相机、图像采集卡、图像处理软件等内容。

视觉光源:基本与视觉传感器的照明因素一样,它是影响机器视觉系统输入的重要因素,它直接影响输入数据的质量和应用效果。针对每个特定的应用实例,要选择相应的照明装置,以达到理想效果。其光源可分为可见光和不可见光。常用的几种可见光源是白帜灯、日光灯、水银灯和钠光灯。另一方面,环境光有可能影响图像的质量,所以可采用基于PC的方案主要针对电子生产测试设备,其优点是高性能、高灵活度和高性价比,十分适合于高难度、高分辨率和高速的机器视觉应用。 所以可采用加防护屏的方法来减少环境光的影响。照明系统按其照射方法可分为:背向照明、前向照明、结构光和频闪光照明等。其中,背向照明是被测物放在光源和摄像机之间,它的优点是能获得高对比度的图像。前向照明是光源和摄像机位于被测物的同侧,这种方式便于安装。结构光照明是将光栅或线光源等投射到被测物上,根据它们产生的畸变,解调出被测物的三维信息。频闪光照明是将高频率的光脉冲照射到物体上,摄像机拍摄要求与光源同步。


工业镜头:镜头选择应注意焦距,目标高度,影像高度,放大倍数,影像至目标的距离,中心点/ 节点与畸变。常见的分类:按成像色彩划分,可分为彩色相机和黑白相机;按分辨率划分,像素数在38万以下的为普通型,像素数在38万以上的高分辨率型;按光敏面尺寸大小划分,可分为1/4、1/3、1/2、1英寸相机;按扫描方式划分,可分为行扫描相机(线阵相机)和面扫描相机(面阵相机)两种方式;(面扫描相机又可分为隔行扫描相机和逐行扫描相机);按同步方式划分,可分为普通相机(内同步)和具有外同步功能的相机等。

工业相机:按照不同标准可分为标准分辨率数字相机和模拟相机等。要根据不同的实际应用场合选不同的相机和高分辨率相机:线扫描CCD和面阵CCD;单色相机和彩色相机。


图象采集卡:图像采集卡只是完整的机器视觉系统的一个部件,但是它扮演一个非常重要的角色。图像采集卡直接决定了摄像头的接口:黑白、彩色、模拟、数字等。比较典型的是PCI或AGP兼容的捕获卡,可以将图像迅速地传送到计算机存储器进行处理。有些采集卡有内置的多路开关。例如,可以连接8个不同的摄像机,然后告诉采集卡采用那一个相机抓拍到的信息。有些采集卡有内置的数字输入以触发采集卡进行捕捉,当采集卡抓拍图像时数字输出口就触发闸门。

[工业机器视觉系统]的输出的内容并不是图像视频信号,而是经过运算处理之后的直接得到的检测结果(如尺寸等数据)。一般情况下,机器视觉测试就是用机器代替人工肉眼来做测量和判断。先采用CCD照相机将被摄取目标转换成图像信号,传送给专用的图像处理系统,根据像素分布和亮度、颜色等信息,转变成数字化信号。图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征,如:面积、长度、数量、位置等。然后,根据预设的容许度和其他条件输出结果,如:尺寸、角度、偏移量、个数、合格/不合格、有/无等。


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