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机器视觉系统简介

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新闻资讯
2020/10/28 16:27
【摘要】:
机器视觉(Machine Vision)技术是一门涉及人工智能、计算机科学、图像处理等多领域交叉学科,目前已是现代加工制造业不可或缺的一项技术。

机器视觉(Machine Vision)技术是一门涉及人工智能、计算机科学、图像处理等多领域交叉学科,目前已是现代加工制造业不可或缺的一项技术,广泛应用于食品和饮料、化妆品、制药、建材和化工、金属加工、电子制造、包装、汽车制造等行业。例如印制电路板的视觉检查、钢板表面的自动探伤、大型工件平行度和垂直度测量、机械零件的自动识别分类和几何尺寸测量等。

一、机器视觉系统的特点

(1)精度高;优秀的机器视觉系统能够对成百上千个目标中的一个进行空间测量。因为此种测量不需要接触目标,所以对目标没有损伤和危险,同时由于采用了计算机技术,因此具有极高的准确度。

(2)连续性;机器视觉系统可以使人们免受疲劳之苦。因为没有人工操作者,也就没有了认为造成的操作变化。

(3)灵活性;机器视觉系统能够进行各种不同信息的获取或测量。当需求发生变化以后,只需要对软件做相应改变或升级就可以适应新的需求。

(4)标准化;机器视觉系统的核心是视觉图像技术,因此不同厂商的机器视觉系统产品的标准是一致的,这为机器视觉系统的广泛应用提供了极大的便利。

人工检测与机器视觉自动检测的主要区别有:

二、机器视觉系统的组成

机器视觉系统是指通过机器视觉传感器抓取图像,然后将该图像传送至处理单元,通过数字化处理,根据像素分布和亮度、颜色等信息,进行尺寸、形状、颜色等的判断,进而根据判别的结果来控制现场设备动作的系统。

1、视觉传感器

视觉传感器是将景物的光信号转换成电信号的器件。计算机通过对传感器接收并转换后的图像信号进行处理,就可以得到被测对象的特征量(如长度、位置等)。

目前典型的光电转换器件主要有CCD图像传感器和CMOS图像传感器等固体视觉传感器。一般固体视觉传感器又可以分为一维线性传感器和二维线性传感器,且其体积小、重量轻,因此应用日趋广泛。

CCD相机:使用CCD感光芯片为图像传感器的相机,集光电转换及电荷存贮、电荷转移、信号读取于一体,是典型的固体成像器件。

CMOS相机:使用CMOS感光芯片为图像传感器的相机,将光敏元阵列、图像信号放大器、信号读取电路、模数转换电路、图像信号处理器及控制器集成在一块芯片上,还具有局部像素的编程随机访问的优点。

2、光源

光源是影响机器视觉系统输入的重要因素,因为它直接影响输入数据的质量和应用效果,针对不同的应用实例,需要选用相应的照明装置,才能达到最佳效果。许多工业机器视觉系统都以可见光为光源,这主要是因为可见光易获得、价格低,并且便于操作。但需要注意环境光会改变照射到物体上的总光能,使输出的图像数据存在噪声。在一些特殊要求的检测任务中,还会采用诸如X光等不可见光作为光源。

由光源构成的照明系统的照射方法可以分为背向照明、前向照明、结构光照明和频闪照明等。其中:背向照明是将被测物体放在光源和相机之间的照明方式,它的优点是能获得高对比度的图像;前向照明是光源和相机位于被检测物体同侧的照明方式,这种方式便于安装维护;结构光照明是指将光栅或线光源等投射到被检测物体上,根据它们产生的畸变,解调出被测物体的三维信息;频闪光照明是指将高频率的光脉冲照射到物体上,要求相机的扫描速度与光源的频闪速度同步。

 

3、计算机

计算机是机器视觉的关键组成部分,由视觉传感器得到的图像信息要由计算机储存和处理,根据各种目的输出处理后的结果。由于在制造现场中,经常需要面对震动、灰尘、热辐射等,所以需要使用工业级的计算机。借由这个平台,除了通过显示器显示图形外,还可以连接打印机或绘图仪输出图像。

 

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