在現代化工業生產中,機器視覺檢測系統的應用已是十分普遍,它能代替人眼檢測,利用機器做各種測量和判斷,大大提升了檢測精確度及生產效率。機器視覺系統是計算機學科的一個重要分支,它綜合了光學、機械、電子、計算機軟硬件等方面的技術,涉及到計算機、圖像處理、模式識別、人工智能、信號處理、光機電一體化等多個領域,相對來說是一個比較復雜的系統,下面就為大家詳細介紹機器視覺檢測系統的結構組成。
通常來說典型的工業機器視覺檢測系統包括:照明光源、工業相機、工業鏡頭、圖畫采集卡、視覺處理軟件、控制單元等。
1、照明光源
光源作為視覺檢測系統的輔助成像器件,對成像質量的好壞往往能起到至關重要的作用。由于沒有通用的機器視覺照明設備,所以針對每個特定的應用實例,要選擇相應的視覺光源,以達到最佳效果。常見的光源有:LED環形光源、低角度光源、背光源、條形光源、同軸光源、冷光源、點光源、線型光源和平行光源等。
2、工業鏡頭
鏡頭在機器視覺系統中主要負責光束調制,并完成信號傳遞。鏡頭類型包括:標準、遠心、廣角、近攝和遠攝等,選擇依據一般是根據相機接口、拍攝物距、拍攝范圍、CCD尺寸、畸變允許范圍、放大率、焦距和光圈等。
3、工業相機
工業相機在機器視覺系統中最本質功能就是將光信號轉變為電信號,與普通相機相比,它具有更高的傳輸力、抗干擾力以及穩定的成像能力。按照不同標準可有多種分類:按輸出信號方式,可分為模擬工業相機和數字工業相機;按芯片類型不同,可分CCD工業相機和CMOS工業相機,這種分類方式最為常見。
4、圖像采集卡
圖像采集卡是機器視覺系統重要的一個部件,通常會以插入卡的形式安裝在PC中,圖像采集卡的主要工作是把相機輸出的圖像輸送給電腦主機。它將來自相機的模擬或數字信號轉換成一定格式的圖像數據流,同時它可以控制相機的一些參數,比如觸發信號,曝光/積分時間,快門速度等。圖像采集卡直接決定了攝像頭的接口:黑白、彩色、模擬、數字等等。
5、視覺處理軟件
機器視覺軟件用來完成輸入的圖像數據的處理,然后通過一定的運算得出結果,這個輸出的結果可能是PASS/FAIL信號、坐標位置、字符串等。常見的機器視覺軟件以C/C++圖像庫,ActiveX控件,圖形式編程環境等形式出現,可以是專用功能的(比如僅僅用于LCD檢測,BGA檢測,模版對準等),也可以是通用目的的(包括定位、測量、條碼/字符識別、斑點檢測等)。
6、控制單元
控制單元包括有I/O、運動控制、電平轉化單元等,一旦視覺軟件完成圖像分析(除非僅用于監控),緊接著需要和外部單元進行通信以完成對生產過程的控制。簡單的控制可以直接利用部分圖像采集卡自帶的I/O,相對復雜的邏輯/運動控制則必須依靠附加可編程邏輯控制單元/運動控制卡來實現必要的動作。
機器視覺檢測系統的結構主要就是由以上六大部分組成,各部件相互配合工作,可實現視覺缺陷檢測、污點檢測、圖像檢測、瑕疵檢測、尺寸測量等工作,使用機器視覺檢測方法可以大大提高生產效率和生產的自動化程度,目前已被眾多企業接受使用。