机器视觉系统,也称为自动视觉系统或视觉检测系统,它是由各个独立的系统组成。 虽然每一个组件都具有自己的独立功能,并且也存在于许多其它系统当中,但是当把它们结合在一起时,他们会在机器视觉系中发挥着各自不同的作用。

机器视觉系统的组件包括以下几个元素:

· 工业相机

· 工业镜头(光学系统)

· 机器视觉光源 (照明系统)

· 视觉处理软件

· 通信协议

机器视觉系统可以由各个离散的元件组成,也可以集成到一个单元中,但是无论是使用离散系统还是集成系统,机器视觉系统的有效性主要取决于正在评估的部件性质。下面让我们来逐个介绍每一个组件元素的重要性:

工业相机

工业相机的选择对于创建高性能的机器视觉系统至关重要。再选择相机时需要考虑四个方面,每个方面都很大程度上取决于特定的应用。

· 首先是在黑白和彩色相机之间进行选择。黑白相机在检测应用中十分常见(如产品检测,食品检测和质量控制等),一方面黑白相机相对于彩色相机价格更便宜,并且在一些特定应用中能显示出更多的细节信息(如食品检测),而彩色相机价格偏高,但是具有很高的色彩从重现能力,很适用于像是医疗等对成像要求极高的应用中。

· 第二个因素,快门类型。是滚动快门还是全局快门。这个主要取决于被测物体是否会高速移动。

· 第三个需要考虑的因素为分辨率,越高的分辨率其能够捕获更多的信息,当然根据应用的场景不同,有时候采用低分辨率的相机会是更有效的办法。

· 第四个因素就是相机芯片的选择,相机芯片可分为CCD芯片与CMOS芯片技术。在之前,其两者的成像原理有所不同。就目前而言,CCD芯片已经逐步停产,新的CMOS芯片已经可以完美替代目前的CCD芯片技术。

工业镜头

工业镜头有助于为视觉系统建立视野,此外工业镜头还可用于确定对焦深度和焦点,这两点都关乎到了视觉系统的识别能力。镜头可以根据实际应用进行切换,焦距较长的镜头将提供更高的图像放大倍率,但是视野也会相对的减少。镜头的选型主要取决于机器视觉系统具体执行任务中的视野及焦距要求。

机器视觉光源

为机器视觉系统选择合适的光源,其主要目的是最大限度地提高对比度,以测量或观察任何感兴趣区域,同时最大限度的减少该部分所有其他特征的对比度。实现这一目标可能需要改变光源的强度、照明形式(如采用环形光或者条形光源)以及光源相对于相机的位置。更改这些基本的参数可以显著提高机器视觉系统的识别能力。

视觉处理软件

视觉处理软件用于评估会被用于处理和评估所采集的图像部分,其评估的标准是预先编程好的条件,用于检测所采集的图像是否符合标准。

通信协议

机器视觉系统中的最后一个元素涉及到的是通信协议。此部分的目的是以标准化格式提供可用的数据输出,输出的数据可以提供可用的信号,以基于视觉系统输出的数据来驱动生产过程中的其它组件。