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        淺談機器視覺系統組件

        2020-04-30 00:00:00

        機器視覺體系組件


        機器視覺體系的首要組件包含視覺光源、鏡頭、圖畫傳感器、視覺處理和通訊。


        光源用于對待檢測的元件進行照明,讓元件的要害特征可以突顯出來,保證相機可以清楚地看到這些特征。


        鏡頭用于采集圖畫,并將圖畫以光線的方式出現給傳感器。

        視覺光源

        機器視覺相機中的傳感器將該光線轉換成數字圖畫,然后將該數字圖畫發送至處理器進行剖析。


        視覺處理模塊由各種算法組成,這些算法將對圖畫進行審核,提取所需的信息,進行必要的檢驗,并作出決策。最后,通訊一般是經過離散I/O信號或數據來完成,首要是將這些信號或數據經過串行連接發送至一臺設備,以供記載或運用。


        大多數機器視覺硬件組件,如光源模塊、傳感器和處理器,都是以商用現貨(COTS)方式供給的。用戶可以購買這些商用現貨(COTS),將它們組裝成機器視覺體系,或者直接購買集成式機器視覺體系,即一臺設備中集成了所有部件。


        下面列出了機器視覺體系的各個要害組件,包含:光源、鏡頭、視覺傳感器、圖畫處理、視覺處理和通訊。


        機器視覺體系組件


        光源


        光源是成功獲取機器視覺檢測結果的一個要害組件。機器視覺體系是經過剖析從物品上反射過來的光線而不是剖析物品本身來創建圖畫的。照明技能涉及到光源及其與元件和相機的相對位置。特別的照明技能可經過將部分特征弱化,而將其他特征增強,從而改善圖畫,舉例來說,經過照明將元件的概括突顯出來,一起將外表細節遮擋住,以保證可以丈量元件的邊線。


        1、背光


        在僅需求進行外部或邊線丈量的使用中,背光可用于增強物品的概括特征。背光有助于檢測物品的形狀,讓尺度丈量變得更牢靠。


        2、同軸光


        軸向彌散照明是指將光線從側面耦合到光路中(同軸)。從側面對一面半透明鏡子進行照明,然后,鏡子將光線向下投射到元件上。接著,元件經過這面半透明鏡子將光線反射回相機,從而發生光線十分均勻、外觀均質的圖畫。


        3、結構光


        結構光是指從一個已知的角度將光線圖畫(平面、網格或更為復雜的形狀)投射到物品上。在供給不受對比度影響的外表檢測、采集尺度信息以及計算體積時,這種照明技能十分有用。


        4、暗視場照明


        定向照明包含暗視場照明和明視場照明,這種照明技能更簡單揭示外表缺點。暗視場照明一般是低對比度使用的首選照明技能。在暗視場照明中,鏡面光線從相機中反射出來,一起,因外表紋路和高度變化而發生的彌散光線則被反射到相機中。


        5、明視場照明


        明視場照明十分適用于高對比度使用。但高度定向的光源(如高壓鈉燈和石英鹵素燈)可能會發生清晰的陰影,一般無法在整個視場內供給均勻共同的照明。因而,高光澤或反射性外表上的熱斑和鏡面反射可能需求一種更加彌散的光源,才能在明視場中供給均勻共同的照明。


        6、彌散穹頂照明


        彌散穹頂照明可以對感興趣的特征供給最均勻共同的照明,一起將不感興趣以及可能對場景造成混雜的不規則之處躲藏起來。



        7、頻閃照明


        頻閃照明合適高速使用,這種照明技能可以將活動元件定格,以進行檢查。另外,運用頻閃照明也有助于避免圖畫含糊。


        鏡頭


        鏡頭用于采集圖畫,并將圖畫發送至相機中的圖畫傳感器。不同的工業鏡頭在光學質量和價格方面存在差異,所運用的鏡頭將決議所采集圖畫的質量和分辨率。


        大多數視覺體系相機首要供給兩種類型的鏡頭:可現場交換的鏡頭和固定鏡頭??涩F場交換的鏡頭一般為C接口或CS接口鏡頭。鏡頭和擴展配件的正確組合可保證采集到最佳圖畫。作為獨立式視覺體系一個組成部分的固定鏡頭一般采用主動對焦技能,包含機械調焦鏡頭和液態鏡頭,都可以主動對焦元件。主動對焦鏡頭在指定的距離下一般具有固定的視場。


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