理论知识
机器视觉概念及组成
浏览:1915 次
时间:2012-02-13 15:01:53

 

  1.机器视觉的概念

  机器视觉就是用机器代替人眼来做测量和判断。机器视觉系统是指通过机器视觉产品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,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。

  对一个设计工程师来说,如何才能知道机器视觉是否适合他的系统呢?尽管最早的最基本的机器视觉系统在20世纪70年代引入,工业就将其视为主流应用。这就导致设计工程师要考虑它是否合适他们的应用,同时要考虑利用机器视觉检测的成本与其所能带来的利润。

  2.机器视觉的组成

  机器视觉系统主要包括:照明光源、相机、传感器、控制逻辑、图像采集卡、图像处理软件以及技术支持。

  (1)光源--作为辅助成像器件,对成像质量的好坏往往能起到至关重要的作用,各种形状的LED灯、高频荧光灯、光纤卤素灯等都容易得到。

  (2)相机和镜头也属于成像器件,通常的视觉系统都是由一套或者多套这样的成像系统组成,如果有多路相机,可能由图像采集卡切换来获取图像数据,也可能由同步控制同时获取多相机通道的数据。根据应用的需要相机可能是输出标准的单色视频(RS-170/CClR)、复合信号(Y/C)、RGB信号,也可能是非标准的逐行扫描号、线扫描信号、高分辨率信号等。

  (3)传感器--通常以光纤开关、接近开关等的形式出现,用以判断被测对象的位置和状态,告知图像传感器进行正确的采集。

  (4)图像采集卡一通常以插入卡的形式安装在PC中,图像采集卡的主要工作是把相机输出的图像输送给电脑主机。它将来自相机的模拟或数字信号转换成一定格式的图像数据流,同时它可以控制相机的一些参数,比如触发信号,曝光/积分时间,快门速度等。图像采集卡通常有不同的硬件结构以针对不同类型的相机,同时也有不同的总线形式,比如PCI、PCI64、CompactPCI,PCI04,lSA等。

  (5)控制逻辑---一旦视觉软件完成图像分析(除非仅用于监控),紧接着需要和外部单元进行通信以完成对生产过程的控制。简单的控制可以直接利用部分图像采集卡自带的I/O,相对复杂的逻辑/运动控制则必须依靠附加可编程逻辑控制单元/运动控制卡来实现必要的动作。

  (6)电脑是一个PC式视觉系统的核心,在这里完成图像数据的处理和绝大部分的控制逻辑,对于检测类型的应用,通常都需要较高频率的CPU,这样可以减少处理的时间。同时,为了减少工业现场电磁、振动、灰尘、温度等的干扰,必须选择工业级的电脑。

  (7)视觉处理软件机器视觉软件用来完成输入的图像数据的处理,然后通过一定的运算得出结果,这个输出的结果可能是PASS/FAIL信号、坐标位置、字符串等。常见的机器视觉软件以C/C++图像库,ActiveX控件,图形式编程环境等形式出现,可以是专用功能的(比如仅仅用于LCD检测,BGA检测,模版对准等),也可以是通用目的的(包括定位、测量、条码/字符识别、斑点检测等)。

  上述的7个部分是一个基于PC式的视觉系统的基本组成,在实际的应用中针对不同的场合可能会有不同的增加或裁减。

  过去一段时间,高复杂度的产品行业,比如说半导体行业和电子行业,由于它们的复杂性和小型化,从传统上推动着机器视觉市场的发展。如今,所有产业,包括自动化、制药、造纸等等都依靠机器视觉系统检测产品以提高产品质量。工业专家们预言:在未来的20年到50年,机器视觉将成为横跨所有行业的通用性技术,几乎所有出产的产品部会由机器视觉系统来检测。

京ICP备12022927号-1
北京市海淀区上地信息路1号国际科技创业园1—1705
© Copyright 2011 北京盈美智科技 All rights reserved.