一个典型的机器视觉系统主要包括五个部分:照明、镜头、摄像机、图像采集和视觉处理器。
现在,让我们来看看这五种结构的用途、特点和工作条件。
1.照明设备
光照是影响机器视觉系统输入的重要因素,直接影响输入数据的质量和应用效果。
照明系统可以最大限度地突出被测物体的特征,减少相应背景下对比度的影响,使高速摄像机可以清晰地“看到”被测物体。
机器视觉应用的成功很大程度上取决于照明设置,合适的照明系统可以使整个视觉检测系统更加高效和精确。
照明系统按其照明方式可分为:背光照明、前光照明、结构光照明和频闪照明。
其中背照是将被测物体置于光源和摄像机之间,其优点是可以获得高对比度的图像。
正向照明是指光源和摄像头位于被测物体的同一侧,便于安装。
结构光照明是将光栅或线光源投射到被测物体上,根据它们的畸变来解调被测物体的三维信息。
闪光灯照明是将高频光脉冲照射到物体上,相机拍摄需要与光源同步。
机器视觉照明的要点包括使用强光检测缺失材料,使用合适的波长进行精确定位,使用非散射照明检测玻璃裂纹,使用漫射光检查透明包装,使用颜色制造对比。
2.镜头
相机镜头由多个镜头、可变(亮度)光圈和聚焦环组成。使用时,操作者观察摄像机显示屏调整可变光圈和焦距,以保证图像的亮度和清晰度。
选择镜头时要考虑很多因素,比如焦距、目标高度、像高、放大倍数、像与目标的距离等。
3.照相机
机器视觉摄像机的目的是将投射在传感器上的图像通过镜头传输到机器设备上,以便存储、分析和/或显示。
4.图象采集
对于工业和科学应用,图像采集卡的目标是从原始视频信号中获取精确的数字图像。
机器视觉检测设备上的图像采集卡主要由视频输入、A/D转换、定时与采集控制、图像处理、总线接口与控制、输出与控制等几个模块组成。
图像采集卡只是一个完整的机器视觉系统的组成部分,但它起着非常重要的作用。
图像采集卡直接决定了摄像头的接口:黑白、彩色、模拟、数字等等。
机器视觉检测系统中不同类型的工业摄像机在选择图像采集卡时应该有所不同。
在选择的时候,更要关注与产品成本密切相关的因素,比如卡的稳定性、价格、功能等。
5.视觉处理器
视觉处理器集成了采集卡和处理器。
在过去,当计算机速度较慢时,使用视觉处理器来加速视觉处理任务。
因为采集卡可以快速的把图像传到内存里,而电脑要快很多,所以视觉处理器用的比较少。