工業(yè)機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的主要組成部分

       隨著工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展，工業(yè)機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)應(yīng)用面也將越來(lái)越廣泛。加上數(shù)字圖像傳感器、CMOS和CCD攝像機(jī)、DSP、FPGA、ARM等嵌入式技術(shù)、圖像處理和模式識(shí)別等技術(shù)的快速發(fā)展，也為機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)發(fā)展帶來(lái)巨大的助推力。下面成都新西旺為大家簡(jiǎn)單介紹工業(yè)機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的主要組成：

1.攝像頭和光學(xué)部件

這一類(lèi)通常含有一個(gè)或多個(gè)攝像頭和鏡頭(光學(xué)部件)，用于拍攝被檢測(cè)的物體。根據(jù)應(yīng)用，攝像頭可以基于如下標(biāo)準(zhǔn)，黑白、復(fù)合彩色(Y/C)，RGB彩色，非標(biāo)準(zhǔn)黑白(可變掃描)，步進(jìn)掃描或線掃描。

2.燈光

工業(yè)機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)燈光用于照亮部件，以便從攝像頭中拍攝到更好的圖像，燈光系統(tǒng)可以在不同形狀、尺寸和亮度。一般的燈光形式是高頻熒光燈、LED、白熾燈和石英鹵(quartz-halogen)光纖。

3.部件傳感器

通常以光柵或傳感器的形式出現(xiàn)。當(dāng)這個(gè)傳感器感知到部件靠近，它會(huì)給出一個(gè)觸發(fā)信號(hào)。當(dāng)部件處于正確位置時(shí)，這個(gè)傳感器告訴機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)去采集圖像。

4.圖像采集卡

也稱為視頻抓取卡，這個(gè)部件通常是一張插在 PC上的卡。這張采集卡的作用將攝像頭與 PC連接起來(lái)。它從攝像頭中獲得數(shù)據(jù)(模擬信號(hào)或數(shù)字信號(hào))，然后轉(zhuǎn)換成PC 能處理的信息。工業(yè)機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)它同時(shí)可以提供控制攝像頭參數(shù)(例如觸發(fā)、曝光時(shí)間、快門(mén)速度等等)的信號(hào)。圖像采集卡形式很多，支持不同類(lèi)型的攝像頭，不同的計(jì)算機(jī)總線。

選擇工業(yè)機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)需要注意的事項(xiàng)

一套工業(yè)機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的性能與它的部件密切相關(guān)。在選擇的過(guò)程中，有很多捷徑特別在光學(xué)成像上可能很大程度降低系統(tǒng)的效率。如下是在選擇部件時(shí)必須緊記的幾個(gè)基本原則：

攝像頭 攝像頭的選擇與應(yīng)用的需求直接相關(guān)，通?？紤]三點(diǎn)：

a)黑白還是彩色;

b)部件/目標(biāo)的運(yùn)動(dòng);

c)圖像分辨率。

在檢測(cè)應(yīng)用中大部分使用黑白攝像頭，因?yàn)楹诎讏D像能提供 90%可視數(shù)據(jù)，并且比彩色便宜。彩色攝像頭主要用于一些需要分析彩色圖像的場(chǎng)合里。根據(jù)部件在檢測(cè)時(shí)是否移動(dòng)，決定我們選擇標(biāo)準(zhǔn)隔行掃描攝像頭還是逐行掃描攝像頭。另外，圖像的分辨率必須足夠高，以提供檢測(cè)任務(wù)需要的足夠的數(shù)據(jù)。*后，攝像頭必須質(zhì)量好和可以避免工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中的振動(dòng)、灰塵和熱的影響。

光學(xué)部件和照明這個(gè)至關(guān)重要的因素往往被人所忽略。

當(dāng)你使用一個(gè)很差的光學(xué)部件或照明，就算你使用*好的機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)，它表現(xiàn)出的性能甚至比不上一個(gè)配上良好光學(xué)部件和適當(dāng)照明的低能力系統(tǒng)。光學(xué)部件的目標(biāo)是產(chǎn)生*好和*大可用面積的圖像，并且提供*好的圖像分辨率。照明的目標(biāo)是照亮需要測(cè)量或檢測(cè)的部分的關(guān)鍵特征。通常，照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)由如下因素決定：顏色、紋理、尺寸、外形、反射率等等。

圖像采集卡雖然只是完整的機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的一個(gè)部件，但是它扮演一個(gè)非常重要的角色。它直接決定了攝像頭的接口：黑白、彩色、模擬、數(shù)字等等。

使用模擬輸入的圖像采集卡，目標(biāo)是盡量不變地將攝像頭采集的圖像轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。使用不正確的圖像采集卡可能得到錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)。

工業(yè)用的圖像采集卡通常用于檢測(cè)任務(wù)，多媒體采集卡由于它通過(guò)自動(dòng)增益控制、邊沿增強(qiáng)和顏色增強(qiáng)電路來(lái)更改圖像數(shù)據(jù)，所以不用在這個(gè)領(lǐng)域里。使用數(shù)字輸入的圖像采集卡的目標(biāo)是將攝像頭輸出的數(shù)字圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換并輸送到PC中作處理。