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工业机器视觉系统的主要组成部分

发布时间:2020-08-06 15:17:04    浏览量:

       随着工业自动化的发展,工业机器视觉系统应用面也将越来越广泛。加上数字图像传感器、CMOS和CCD摄像机、DSP、FPGA、ARM等嵌入式技术、图像处理和模式识别等技术的快速发展,也为机器视觉检测发展带来巨大的助推力。下面成都新西旺为大家简单介绍工业机器视觉系统的主要组成:

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1.摄像头和光学部件

这一类通常含有一个或多个摄像头和镜头(光学部件),用于拍摄被检测的物体。根据应用,摄像头可以基于如下标准,黑白、复合彩色(Y/C),RGB彩色,非标准黑白(可变扫描),步进扫描或线扫描。

2.灯光

工业机器视觉系统灯光用于照亮部件,以便从摄像头中拍摄到更好的图像,灯光系统可以在不同形状、尺寸和亮度。一般的灯光形式是高频荧光灯、LED、白炽灯和石英卤(quartz-halogen)光纤。

3.部件传感器

通常以光栅或传感器的形式出现。当这个传感器感知到部件靠近,它会给出一个触发信号。当部件处于正确位置时,这个传感器告诉机器视觉系统去采集图像。

4.图像采集卡

也称为视频抓取卡,这个部件通常是一张插在 PC上的卡。这张采集卡的作用将摄像头与 PC连接起来。它从摄像头中获得数据(模拟信号或数字信号),然后转换成PC 能处理的信息。工业机器视觉系统它同时可以提供控制摄像头参数(例如触发、曝光时间、快门速度等等)的信号。图像采集卡形式很多,支持不同类型的摄像头,不同的计算机总线。

选择工业机器视觉系统需要注意的事项

一套工业机器视觉系统的性能与它的部件密切相关。在选择的过程中,有很多捷径特别在光学成像上可能很大程度降低系统的效率。如下是在选择部件时必须紧记的几个基本原则:

摄像头 摄像头的选择与应用的需求直接相关,通常考虑三点:

a)黑白还是彩色;

b)部件/目标的运动;

c)图像分辨率。

在检测应用中大部分使用黑白摄像头,因为黑白图像能提供 90%可视数据,并且比彩色便宜。彩色摄像头主要用于一些需要分析彩色图像的场合里。根据部件在检测时是否移动,决定我们选择标准隔行扫描摄像头还是逐行扫描摄像头。另外,图像的分辨率必须足够高,以提供检测任务需要的足够的数据。最后,摄像头必须质量好和可以避免工业现场中的振动、灰尘和热的影响。

光学部件和照明这个至关重要的因素往往被人所忽略。

当你使用一个很差的光学部件或照明,就算你使用最好的机器视觉系统,它表现出的性能甚至比不上一个配上良好光学部件和适当照明的低能力系统。光学部件的目标是产生最好和最大可用面积的图像,并且提供最好的图像分辨率。照明的目标是照亮需要测量或检测的部分的关键特征。通常,照明系统的设计由如下因素决定:颜色、纹理、尺寸、外形、反射率等等。

图像采集卡虽然只是完整的机器视觉系统的一个部件,但是它扮演一个非常重要的角色。它直接决定了摄像头的接口:黑白、彩色、模拟、数字等等。

使用模拟输入的图像采集卡,目标是尽量不变地将摄像头采集的图像转换为数字数据。使用不正确的图像采集卡可能得到错误的数据。

工业用的图像采集卡通常用于检测任务,多媒体采集卡由于它通过自动增益控制、边沿增强和颜色增强电路来更改图像数据,所以不用在这个领域里。使用数字输入的图像采集卡的目标是将摄像头输出的数字图像数据转换并输送到PC中作处理。


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