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機器視覺不同部件的功能及應用

編輯:杭州東田工控   日期:2019-07-10 16:37:41

    簡單來說,機器視覺就是用機器代替人眼來做測量和判斷的。它可以通過機器視覺將被攝取目標轉換成圖像信號,傳送給專用的圖像處理系統,得到被攝目標的信息,然后再根據圖像的像素分布、亮度和顏色等信息,轉變成數字化信號;圖像系統對這些信號進行各種運算來抽取目標的特征,進而根據判別的結果來控制現場的設備動作。

    一個典型的工業機器視覺系統包括:光源、鏡頭(定焦鏡頭、變倍鏡頭、遠心鏡頭、顯微鏡頭)、相機(包括CCD相機和COMS相機)、圖像處理單元、圖像處理軟件、監視器、通訊/輸入輸出單元等。除此以外,機器視覺系統還可再分為下面幾個方面。

    一、采集和分析分開的系統。

    包括主端電腦、影像擷取卡與影像處理器、影像攝影機、定焦鏡頭鏡頭、顯微鏡頭、照明設備、Halogen光源LED光源、高周波螢光燈源、閃光燈源、其他特殊光源、影像顯示器、LCD、機構及控制系統、PLC、PC-Base控制器、精密桌臺、伺服運動機臺等。

    二、采集和分析一體的系統。

    包括智能相機(圖像采集和分析一體)、其他配套外圍設備,如光源、顯示、PLC控制系統等等。

    一個典型的機器視覺系統包括以下五大塊:

    1、照明

    照明是影響機器視覺系統輸入的重要因素,它直接影響輸入數據的質量和應用效果。由于沒有通用的機器視覺照明設備,所以針對每個特定的應用實例,要選擇相應的照明裝置,以達到最佳效果。光源可分為可見光和不可見光。常用的幾種可見光源是白熾燈、日光燈、水銀燈和鈉光燈。可見光的缺點是光能不能保持穩定。如何使光能在一定的程度上保持穩定,是實用化過程中急需要解決的問題。另一方面,環境光有可能影響圖像的質量,所以可采用加防護屏的方法來減少環境光的影響。照明系統按其照射方法可分為:背向照明、前向照明、結構光和頻閃光照明等。其中,背向照明是被測物放在光源和攝像機之間,它的優點是能獲得高對比度的圖像。前向照明是光源和攝像機位于被測物的同側,這種方式便于安裝。結構光照明是將光柵或線光源等投射到被測物上,根據它們產生的畸變,解調出被測物的三維信息。頻閃光照明是將高頻率的光脈沖照射到物體上,攝像機拍攝要求與光源同步。

    2、鏡頭

    FOV=所需分辨率*亞象素*相機尺寸/PRTM(零件測量公差比)

    鏡頭選擇應注意:

    ①焦距②目標高度③影像高度④放大倍數⑤影像至目標的距離⑥中心點/節點⑦畸變

    特定的應用場合選擇合適的工業鏡頭時必須考慮以下因素:

    ①視野-被成像區域的大小。

    ②工作距離-攝像機鏡頭與被觀察物體或區域之間的距離。

    ③CCD-攝像機成像傳感器裝置的尺寸。如果在測量物體的寬度,則需要使用水平方向的CCD規格;如果以英寸為單位進行測量,則以英尺進行計算,后再轉換為毫米。

    注:勿將工作距離與物體到像的距離混淆。工作距離是從工業鏡頭前部到被觀察物體之間的距離。而物體到像的距離是CCD傳感器到物體之間的距離。計算要求的工業鏡頭焦距時,必須使用工作距離高速相機。

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