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机器视觉系统包含那五大部分?

机器视觉系统  视觉定位系统  
2020-11-06

机器视觉是用机器代替人眼来进行测量和判断。而机器视觉系统是指通过机器视觉产品(即图像摄取装置,分CMOS和CCD两种)将被摄取的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,进而根据判别的结果来控制现场的设备动作。而一个典型的机器视觉系统包含以下五个部分:

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1.照明

照明是影响机器视觉系统输入的一个重要因素,它直接影响着输入数据的质量和应用效果。由于没有通用的机器视觉光源照明设备,所以针对每个特定的应用实例都需要选择相应的照明装置,以此来达到最佳的一个效果。光源可分为可见光和不可见光,常见的几种可见光源有白炽灯、日光灯、水银灯和钠光灯。可见光的缺点是光能不稳定。所以如何使光能在一定的程度上保持稳定,是目前急需解决的问题;而另一方面,环境光则有可能影响图像的质量,所以针对这种情况可以采用加防护屏的方法来减少环境光的影响。

照明系统按照照射的方法可以分为:背向照明、前向照明、结构光和频闪光照明等。其中,背向光照明是将被测物放在光源和摄像机之间,这样做的优点是能获得高对比度的图像;而前向照明是将光源和摄像机位于被测物的同侧,这种方式更加便于安装;结构光照明是将光栅或光源等投射到被测物上,从而调解出被测物体的三维信息。频闪光照明是将高频率的光脉冲照射到物体上,而摄像机拍摄则要求与光源同步。

2.镜头

FOV(Field Of vision)=所需分辨率*亚像素*相机尺寸/PRTM(零件测量公差)选择镜头需要注意:①焦距②目标高度③影像高度④放大倍数⑤影像至目标的距离⑥中心点/节点⑦畸变

3.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。但是需要根据不同的实际应用场合来选择不同的相机和高分辨率的相机比如线扫描CCD和面阵CCD、单色相机和彩色相机。

4.图像采集卡

虽然图像采集卡只是完整的视觉定位系统中的一个部件,但是它却扮演着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。而比较典型的是PCI或AGP兼容的捕获卡,它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。而有些采集卡则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。

5.视觉处理器

视觉处理器集采集卡与处理器与一体。以往计算机速度较慢时,采用视觉处理器加快视觉处理任务,现在由于采集卡可以快速传输图像到存储器,而且计算机也快多了,所以现在视觉处理器用的较少了。

机器视觉系统就是利用机器代替人眼来作各种测量和判断。它是计算机学科的一个重要分支,它综合了光学、机械、电子、计算机软硬件等方面的技术,涉及到计算机、图像处理、模式识别、人工智能、信号处理、光机电一体化等多个领域。而图像处理和模式识别等技术的快速发展,也大大地推动了机器视觉的发展。

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