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                机器视觉系统的构成模块

                2022-08-06 12:22:02 精质视觉

                  一个完整的机器视觉系统一般由光学系统(光源、镜头、工业相机)、图像采集单㊣元、图像处理单元、执行机构及人机界面等模块组成,所有功能模块相辅相成,缺一不可。

                  照明(光源)

                  照明是影响机器视觉系统输入的重要因素,光源系统的设计至关重要,直接关〇系到输入数据,即图像的▲质量和应用效果。

                  工程师需根据用户需求和产品特性,首先确定有效的照明条件,选择相应的照明装置,才能确保在此光照条件下生成ξ的图像能突显出用户需要的目标信息【特征。

                  光源一般分为可见光源和不可见光源,工业上常用的可见光源有LED、卤素灯、荧光灯等;不可见光源主要为近红外光、紫外光、X射线等。

                  LED光源是目前运用最多的机器视觉光源,它具有效率高、寿命长、防潮抗震、节能环保等特点,是工程师在设计照明系统时的最佳选择。

                  不可见光源主要用来应对一些特定的需求,如管道焊接工艺的检》测,由于不可见光的可穿透性,才能到达检测点。

                  镜头

                  镜头是机器视觉系统中的重要▅组件,其作用是光学成像。

                  镜头的主要↑参数有焦距、景深(DOF,Depth of Field)、分辨率、工作距离、视场(FOV,Field of View)等。景深,是指镜头能够获得最佳图∞像时,被摄物体离此最佳焦点前后的距离范围。视场,表示摄『像头所能观测到的最大范围,通常以角度表示,一般说来,视场越大,观测范围越大。工作距离,是指镜头到被摄物体的距离,工作距离越长,成本越高。在设计机器视觉系统时,要选择参数与用户需求相匹配的镜头。

                  工业相机

                  在机器视觉系统中工业相机必不可少,它就像人眼一样,用来捕获图像。相机按其感光器的不同,可分为:CCD相机;CMOS 相机。

                  CCD—Charge Coupled Device

                  CMOS —Complementary MetalOxide Semiconductor

                  CCD相机的成本较高,但成↓像品质、成像通ω透性、色彩的丰富性等较CMOS相机№出色很多。CCD相机按其使用的CCD感光元件可分为线阵式和面阵式两※大类。

                  线阵相机,是呈“线”状的,对图像的信息只能以行为单位进行处理,分辨率高,速度快,主要应用于↑工业、医疗、科研等领域中,相配套的机器视觉系统上。面阵式相机则一次可以」获得整幅图像的信息,价格相对便宜。

                  图像采集单元

                  图像采集单元中最重要的元件是图像采集卡,它是图⊙像采集单元与图像处理单元的接口,用来将采□集到的图像进行数字化,并输入、存储到计算机中。

                  图像处理单元包含大量图像处①理算法。在取得图像后,用这些算法对数☆字图像进行处理,分析计算,并输出结◣果。

                  执行机构与人机界面

                  在完成◣图像采集和处理工作之后,需要将图像处理的结果输出,并做〖出与结果相匹配的动作,如剔废、报警等,并通过人机界面显示生产信息。

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