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机器视觉不同部件的功能及应用

编辑:杭州东田工控   日期:2019-07-10 16:37:41

    简单来说,机器视觉就是用机器代替人眼来做测量和判断的。它可以通过机器视觉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,得到被摄目标的信息,然后再根据图像的像素分布、亮度和颜色等信息,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。

    一个典型的工业机器视觉系统包括:光源、镜头(定焦镜头、变倍镜头、远心镜头、显微镜头)、相机(包括CCD相机和COMS相机)、图像处理单元、图像处理软件、监视器、通讯/输入输出单元等。除此以外,机器视觉系统还可再分为下面几个方面。

    一、采集和分析分开的系统。

    包括主端电脑、影像撷取卡与影像处理器、影像摄影机、定焦镜头镜头、显微镜头、照明设备、Halogen光源LED光源、高周波萤光灯源、闪光灯源、其他特殊光源、影像显示器、LCD、机构及控制系统、PLC、PC-Base控制器、精密桌台、伺服运动机台等。

    二、采集和分析一体的系统。

    包括智能相机(图像采集和分析一体)、其他配套外围设备,如光源、显示、PLC控制系统等等。

    一个典型的机器视觉系统包括以下五大块:

    1、照明

    照明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。由于没有通用的机器视觉照明设备,所以针对每个特定的应用实例,要选择相应的照明装置,以达到最佳效果。光源可分为可见光和不可见光。常用的几种可见光源是白炽灯、日光灯、水银灯和钠光灯。可见光的缺点是光能不能保持稳定。如何使光能在一定的程度上保持稳定,是实用化过程中急需要解决的问题。另一方面,环境光有可能影响图像的质量,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。

    2、镜头

    FOV=所需分辨率*亚象素*相机尺寸/PRTM(零件测量公差比)

    镜头选择应注意:

    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

    特定的应用场合选择合适的工业镜头时必须考虑以下因素:

    ①视野-被成像区域的大小。

    ②工作距离-摄像机镜头与被观察物体或区域之间的距离。

    ③CCD-摄像机成像传感器装置的尺寸。如果在测量物体的宽度,则需要使用水平方向的CCD规格;如果以英寸为单位进行测量,则以英尺进行计算,后再转换为毫米。

    注:勿将工作距离与物体到像的距离混淆。工作距离是从工业镜头前部到被观察物体之间的距离。而物体到像的距离是CCD传感器到物体之间的距离。计算要求的工业镜头焦距时,必须使用工作距离高速相机。

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