
機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)組成及應(yīng)用技術(shù)
04-28
典型的機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)一般包括:光源、光學(xué)系統(tǒng),相機(jī)、圖像處理單元(或圖像采集卡)、圖像分析處理軟件、監(jiān)視器、通訊/輸入輸出單元等。
-圖像采集
圖像的獲取實(shí)際上是將被測(cè)物體的可視化圖像和內(nèi)在特征轉(zhuǎn)換成能被計(jì)算機(jī)處理的數(shù)據(jù),它直接影響到系統(tǒng)的穩(wěn)定性及可靠性。一般利用光源、光學(xué)系統(tǒng),相機(jī)、圖像處理單元(或圖像捕獲卡)獲取被測(cè)物體的圖像。
-光源
光源和影響機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)輸入的重要因素,因?yàn)樗苯佑绊戄斎霐?shù)據(jù)的質(zhì)量和至少30%的應(yīng)用效果。由于沒(méi)有通用的機(jī)器視覺(jué)照明設(shè)備,所以針對(duì)每個(gè)特定的應(yīng)用實(shí)例,要選擇相應(yīng)的照明裝置,以達(dá)到很好的效果。許多工業(yè)用的機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)用可見(jiàn)光作為光源,這主要是因?yàn)榭梢?jiàn)光容易獲得,價(jià)格低,并且便于操作。常用的幾種可見(jiàn)光源是白幟燈、日光燈、水銀燈和鈉光燈。但是,這些光源的一個(gè)缺點(diǎn)是光能不能保持穩(wěn)定。以日光燈為例,在使用的第一個(gè)100小時(shí)內(nèi),光能將下降15%,隨著使用時(shí)間的增加,光能將不斷下降。因此,如何使光能在一定的程度上保持穩(wěn)定,是實(shí)用化過(guò)程中急需要解決的問(wèn)題。另一個(gè)方面,環(huán)境光將改變這些光源照射到物體上的總光能,使輸出的圖像數(shù)據(jù)存在噪聲,一般采用加防護(hù)屏的方法,減少環(huán)境光的影響。由于存在上述問(wèn)題,在現(xiàn)今的工業(yè)應(yīng)用中,對(duì)于某些要求高的檢測(cè)任務(wù),常采用X射線、超聲波等不可見(jiàn)光作為光源。
由光源構(gòu)成的照明系統(tǒng)按其照射方法可分為:背向照明、前向照明、結(jié)構(gòu)光和頻閃光照明等。其中,背向照明是被測(cè)物放在光源和相機(jī)之間,它的優(yōu)點(diǎn)是能獲得高對(duì)比度的圖像;前向照明是光源和相機(jī)位于被測(cè)物的同側(cè),這種方式便于安裝;結(jié)構(gòu)光照明是將光柵或線光源等投射到被測(cè)物上,根據(jù)它們產(chǎn)生的畸變,解調(diào)出被測(cè)物的三維信息;頻閃光照明是將高頻率的光脈沖照射到物體上,要求相機(jī)的掃描速度與光源的頻閃速度同步。