0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
会员中心
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

机器视觉的系统组成、特点、应用领域及优势

工业机器人 来源:陈年丽 2019-08-01 09:57 次阅读

现如今,中国已经成为世界机器视觉发展最为活跃地区,应用范围涵盖了工业、农业、医药、军事、航天、气象等国民经济各个行业。虽然机器视觉的成长速度非常快,但是还是有很多人对机器视觉并不了解,今天我们来了解下机器视觉。

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(即图像摄取装置,分CMOS和CCD两种)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。

机器视觉的优势

机器视觉系统具有高效率、高度自动化的特点,可以实现很高的分辨率精度和速度。机器视觉系统与被检测对象无接触,安全可靠。人工检测与机器视觉自动检测的主要区别有:

机器视觉系统组成

照明

照明是影响机器视觉系统输入的重要因素,它直接影响输入数据的质量和应用效果。由于没有通用的机器视觉光源照明设备,所以针对每个特定的应用实例,要选择相应的照明装置,以达到最佳的效果。

光源可分为可见光和不可见光,常见的几种可见光源有白炽灯、日光灯、水银灯和钠光灯。可见光的缺点是光能不稳定。所以如何使光能在一定的程度上保持稳定,是目前急需解决的问题;另一方面,环境光有可能影响图像的质量,所以可采用加防护屏的方法来减少环境光的影响。

照明系统按照照射方法可分为:背向照明、前向照明、结构光和频闪光照明等。其中,背向光照明是被测物放在光源和摄像机之间,它的优点是能获得高对比度的图像;前向照明是光源和摄像机位于被测物的同侧,这种方式便于安装;结构光照明是将光栅或光源等投射到被测物上,根据它们产生的即便,调解出被测物体的三维信息。频闪光照明是将高频率的光脉冲照射到物体上,摄像机拍摄要求与光源同步。

镜头

选择镜头需要注意:

①焦距

②目标高度

③影像高度

④放大倍数

⑤影像至目标的距离

中心点/节点

⑦畸变

镜头

按照不同标准可分为:标准分辨率数字相机和模拟相机等。要根据不同的实际应用场合选不同的相机和高分辨率相机:线扫描CCD和面阵CCD、单色相机和彩色相机。

图像采集卡

图像采集卡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;图像采集卡直接决定了摄像头的接口:黑白、彩色、模拟、数字等。

比较典型的是PCI或AGP兼容的捕获卡,可以将图像迅速地传送到计算机存储器进行处理,有些采集卡有内置的多路开关。例如,可以连接8个不同的摄像机,然后告诉采集卡采用那一个相机抓拍到的信息。有些采集卡有内置的数字输入以触发采集卡进行捕捉,当采集卡抓拍图像时数字输出口就触发闸门。

视觉处理器

视觉处理器集采集卡与处理器与一体。以往计算机速度较慢时,采用视觉处理器加快视觉处理任务,现在由于采集卡可以快速传输图像到存储器,而且计算机也快多了,所以现在视觉处理器用的较少了。

工业镜头

工业镜头的接口:

C型:C型接口镜头与摄像机接触面至镜头焦平面(摄像机CCD光电感应处的位置)的距离为17.5mm

CS型:CS型接口距离为12.5mm,CS型镜头与CS型摄像机可以配合使用。C型镜头与CS型摄像机之间增加一个5mm的C/CS转接环可以配合使用,CS型镜头与C型摄像机无法配合使用。

F型:通用型接口,一般适用于焦距大于25mm的镜头。

基本参数

视场:即FOV,也叫视野范围,指观测物体的可视范围,也就是充满相机采集芯片的物体部分。

工作距离:即WD,指从镜头前部到受检测物体的距离,即清晰成像的表面距离。

分辨率:图像系统可以测到的受检验物体上的最小可分辨率特征尺寸,在多数情况下,视野越小,分辨率越好。

景深:即DOF,物体离最佳焦点较近或比较较远时,镜头保持所需分辨率的能力。

焦距(f):是光学系统中衡量光的聚集或发散的度量方式,指从透镜的光心到光聚焦之焦点的距离,也是照相机中,从镜片中心到底片或CCD等成像平面的距离。

焦距大小的影响情况:焦距越小,景深越大;焦距越小,畸变越大;焦距越小,渐晕现象越严重,使像差边缘的照度降低。

失真:又称为畸变,指被摄物平面内的主轴直线,经光学系统成像后变为曲线,则此光学系统的成像误差称为畸变,畸变像差只影响影像的几何形状,而不影响影像的清晰度。

光圈与F值:光圈是一个用来控制镜头通光量的装置,它通常是在镜头内,表达光圈大小我们是用F值,如f2,f4。

工业相机的选择要点:

1.视野范围、光学放大倍数及期望的工作距离:在选择镜头时,我们会选择比被测物体视野稍大一点的镜头,有利于运动控制。

2.景深要求:对于对景深有要求的项目,尽可能使用小光圈;在选择放大倍率的镜头时,在项目许可下尽可能选用低倍率镜头;如果项目要求比较苛刻时,倾向选择高景深的尖端镜头。

3.芯片大小和相机接口:例如2/3镜头支持最大的工业相机耙面为2/3,它是不能支持1英寸以上的工业相机。

4.注意与光源的配合,选配合适的镜头。

5.可安装空间:在方案可选择情况下,让客户更改设备尺寸是不现实的。

机器视觉的工作原理

机器视觉检测系统是采用CCD照相机将被检测的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,图像处理系统对这些信号进行各种运算来收取目标的特征,如面积、数量、位置、长度,再根据预设的允许度和其他条件输出结果,包括尺寸、角度、个数、合格/不合格、有/无等,实现自动识别功能。

机器视觉特点

1. 摄像机的拍照速度自动与被测物的速度相匹配,拍摄到理想的图像;

2 .零件的尺寸范围为2.4mm到12mm,厚度可以不同;

3. 系统根据操作者选择不同尺寸的工件,调用相应视觉程序进行尺寸检测,并输出结果;

4 .针对不同尺寸的零件,排序装置和输送装置可以精确调整料道的宽度,使零件在固定路径上运动并进行视觉检测;

5 .机器视觉系统分辨率达到2448×2048,动态检测精度可以达到0.02mm;

⒍.废品漏检率为0;

7 .本系统可通过显示图像监视检测过程,也可通过界面显示的检测数据动态查看检测结果;

⒏.具有对错误工件及时准确发出剔除控制信号、剔除废品的功能;

⒐.系统能够自检其主要设备的状态是否正常,配有状态指示灯;同时能够设置系统维护人员、使用人员不同的操作权限;

10 .实时显示检测画面,中文界面,可以浏览几次不合格品的图像,具有能够存储和实时察看错误工件图像的功能;

11 .能错误结果信息文件,包含对应的错误图像,并能打印输出。

机器视觉的应用领域

1.识别

2.标准一维码、二维码的解码

3.光学字符识别(OCR)和确认(OCV)

4.检测

5.色彩和瑕疵检测

6.零件或部件的有无检测

7.目标位置和方向检测和测量

8.尺寸和容量检测

9.预设标记的测量,如孔位到孔位的距离

10.机械手引导

11.输出空间坐标引导机械手精确定位

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • 处理器
    +关注

    关注

    68

    文章

    19077

    浏览量

    228723
  • 机器视觉
    +关注

    关注

    161

    文章

    4317

    浏览量

    119957

原文标题:干货!机器视觉基础知识汇总

文章出处:【微信号:indRobot,微信公众号:工业机器人】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    碳化硅功率器件的优势应用领域

    在电力电子领域,碳化硅(SiC)功率器件正以其独特的性能和优势,逐步成为行业的新宠。碳化硅作为一种宽禁带半导体材料,具有高击穿电场、高热导率、低介电常数等特点,使得碳化硅功率器件在高温、高频、大功率
    的头像 发表于 09-13 10:56 443次阅读
    碳化硅功率器件的<b class='flag-5'>优势</b>和<b class='flag-5'>应用领域</b>

    什么是机器视觉opencv?它有哪些优势?

    Vision Library)是一个开源的计算机视觉库,提供了大量的图像处理和计算机视觉算法,广泛应用于机器视觉领域
    的头像 发表于 07-16 10:33 593次阅读

    计算机视觉机器视觉的区别与联系

    随着人工智能技术的飞速发展,计算机视觉机器视觉作为该领域的两个重要分支,逐渐引起了广泛关注。尽管两者在名称上有所相似,但实际上它们在定义、技术特点
    的头像 发表于 07-10 18:24 1135次阅读

    机器视觉的硬件组成有哪些

    机器视觉是一种利用计算机和图像处理技术来模拟人类视觉系统的技术。它涉及到图像的获取、处理、分析和理解,广泛应用于工业自动化、医疗诊断、智能交通、安防监控等领域。本文将详细介绍
    的头像 发表于 07-04 10:51 966次阅读

    机器视觉中光源的特点及选择应用

    机器视觉是一种利用图像处理技术对物体进行识别、测量和分析的技术。在机器视觉系统中,光源是关键的组成部分之一,它直接影响到图像的质量和
    的头像 发表于 07-04 10:22 610次阅读

    机器视觉光源有哪几种

    机器视觉光源是机器视觉系统中的重要组成部分,它直接影响到图像的质量和识别效果。本文将详细介绍机器
    的头像 发表于 07-04 10:03 653次阅读

    CCD机器视觉系统的工作原理和特性

    随着科技的飞速发展,机器视觉技术已成为工业自动化、质量检测、智能监控等领域的重要支撑。CCD机器视觉系统作为
    的头像 发表于 06-06 16:27 1096次阅读

    机器视觉系统与运动控制系统的区别

      在工业自动化和智能制造的浪潮中,机器视觉系统和运动控制系统作为两大关键技术,各自扮演着不可或缺的角色。它们虽然都是为了实现更高效、更精确的自动化操作,但在技术原理、功能定位、应用领域
    的头像 发表于 06-06 14:10 661次阅读

    机器视觉系统的工作原理和应用领域

    进行各种运算和判断,以实现对目标的识别、测量和判断。本文将详细介绍机器视觉系统的定义、工作原理、应用领域以及未来发展趋势。
    的头像 发表于 06-06 14:04 785次阅读

    机器视觉系统组成部分

    一般来说,一个完整的机器视觉系统由光学系统(光源、镜头、工业相机)、图像采集单元、图像处理单元、执行器和人机界面等模块组成。各功能模块缺一不可、相辅相成。1.照明(光源)照明是影响
    的头像 发表于 04-29 14:51 1051次阅读
    <b class='flag-5'>机器</b><b class='flag-5'>视觉系统</b>的<b class='flag-5'>组成</b>部分

    薄膜电容的制法与特点优势应用领域

    薄膜电容的制法与特点优势应用领域  薄膜电容是一种常见的电子元器件,用于储存和释放电荷。它由薄膜电介质以及两个电极组成。 薄膜电容的制法可以分为几个步骤。首先,需要准备薄膜电介质,
    的头像 发表于 01-30 17:27 726次阅读

    不同级别晶振的特点应用领域

    不同级别晶振的特点应用领域  晶振是一种常见的电子元器件,广泛应用于电子领域。不同级别的晶振有不同的特点应用领域。本文将详细介绍几种常见
    的头像 发表于 01-26 17:14 1639次阅读

    了解激光打标机:技术原理、应用领域优势

    原理、应用领域优势。一、技术原理激光打标机主要由激光器、光学系统和控制系统组成。其中,激光器是核心部分,负责产生激光光束。光学
    的头像 发表于 01-08 19:21 888次阅读
    了解激光打标机:技术原理、<b class='flag-5'>应用领域</b>与<b class='flag-5'>优势</b>

    机器视觉LED光源分类及特点解析

    机器视觉LED光源分类及特点解析 机器视觉技术已经逐渐应用于各个领域,尤其是在工业和医疗
    的头像 发表于 12-15 10:31 1241次阅读

    偏振成像在机器视觉检测中的优势

    偏振成像在机器视觉中的原理与优势
    的头像 发表于 11-21 16:57 1162次阅读
    偏振成像在<b class='flag-5'>机器</b><b class='flag-5'>视觉</b>检测中的<b class='flag-5'>优势</b>