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當(dāng)前位置：視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)的經(jīng)典結(jié)構(gòu)介紹
視覺(jué)檢測(cè)的工作原理，是要多個(gè)系統(tǒng)協(xié)同作用、共同工作，最后得出測(cè)量結(jié)論。
那么，一個(gè)典型的視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)主要有哪些結(jié)構(gòu)組成呢?
按先今的分類，一個(gè)典型的機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)主要包括五大塊，分別是照明、鏡頭、相機(jī)、圖像采集和視覺(jué)處理器。
下面，我們就來(lái)認(rèn)識(shí)一下這五個(gè)結(jié)構(gòu)的用途、特點(diǎn)與工作情況。
照明
照明是影響機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)輸入的重要因素，它直接影響輸入數(shù)據(jù)的質(zhì)量和應(yīng)用效果。
照明系統(tǒng)可以將被測(cè)物特征最大化，并減少相應(yīng)的背景中對(duì)比物的影響，使高速相機(jī)可以清晰地“看見(jiàn)”被測(cè)物。
高對(duì)比的圖像可以降低系統(tǒng)難度并提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性;反之，低對(duì)比的圖像會(huì)增加系統(tǒng)的處理時(shí)間并使加大系統(tǒng)的復(fù)雜度。
機(jī)器視覺(jué)應(yīng)用的成功很大一部分取決于照明設(shè)置，一個(gè)合適的照明系統(tǒng)可以使整個(gè)視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)更具有效率和準(zhǔn)確性。
由于沒(méi)有通用的機(jī)器視覺(jué)照明設(shè)備，所以針對(duì)每個(gè)特定的應(yīng)用實(shí)例，要選擇相應(yīng)的照明裝置，以達(dá)到最佳效果。
光源可分為可見(jiàn)光和不可見(jiàn)光。常用的幾種可見(jiàn)光源是白熾燈、日光燈、水銀燈和鈉光燈。
可見(jiàn)光的缺點(diǎn)是光能不能保持穩(wěn)定。如何使光能在一定的程度上保持穩(wěn)定，是實(shí)用化過(guò)程中急需要解決的問(wèn)題。
另一方面，環(huán)境光有可能影響圖像的質(zhì)量，所以可采用加防護(hù)屏的方法來(lái)減少環(huán)境光的影響。
照明系統(tǒng)按其照射方法可分為：背向照明、前向照明、結(jié)構(gòu)光和頻閃光照明等。
其中，背向照明是被測(cè)物放在光源和攝像機(jī)之間，它的優(yōu)點(diǎn)是能獲得高對(duì)比度的圖像。
前向照明是光源和攝像機(jī)位于被測(cè)物的同側(cè)，這種方式便于安裝。
結(jié)構(gòu)光照明是將光柵或線光源等投射到被測(cè)物上，根據(jù)它們產(chǎn)生的畸變，解調(diào)出被測(cè)物的三維信息。
頻閃光照明是將高頻率的光脈沖照射到物體上，攝像機(jī)拍攝要求與光源同步。
機(jī)器視覺(jué)照明要點(diǎn)有使用強(qiáng)光檢測(cè)缺失的材料、使用合適的波長(zhǎng)進(jìn)行精確定位、使用非散射照明檢測(cè)玻璃裂縫、使用擴(kuò)散光檢查透明包裝、使用顏色來(lái)創(chuàng)建對(duì)比度等。
鏡頭
相機(jī)鏡頭由多個(gè)透鏡、可變(亮度)光圈和對(duì)焦環(huán)組成。使用時(shí)由操作者觀察相機(jī)顯示屏來(lái)調(diào)整可變光圈和焦點(diǎn)，以確保圖像的明亮程度及清晰度。
在選擇鏡頭時(shí)需要考慮多個(gè)方面的因素如焦距、目標(biāo)高度、影像高度、放大倍數(shù)、影像至目標(biāo)的距離等。
在實(shí)際應(yīng)用中“選擇與視場(chǎng)相符的透鏡”及“以大景深聚焦圖像”是選擇鏡頭時(shí)非常重要的兩個(gè)方面。
相機(jī)
機(jī)器視覺(jué)相機(jī)的目的是將通過(guò)鏡頭投影到傳感器的圖像傳送到能夠儲(chǔ)存、分析和(或者)顯示的機(jī)器設(shè)備上。
按照不同標(biāo)準(zhǔn)可分為不通類型的相機(jī)。
按照芯片類型可以分為CCD相機(jī)、CMOS相機(jī);按照傳感器的結(jié)構(gòu)特性可以分為線陣相機(jī)、面陣相機(jī);按照掃描方式可以分為隔行掃描相機(jī)、逐行掃描相機(jī);按照分辨率大小可以分為普通分辨率相機(jī)、高分辨率相機(jī);按照輸出信號(hào)方式可以分為模擬相機(jī)、數(shù)字相機(jī);按照輸出色彩可以分為單色(黑白)相機(jī)、彩色相機(jī);按照輸出信號(hào)速度可以分為普通速度相機(jī)、高速相機(jī);按照響應(yīng)頻率范圍可以分為可見(jiàn)光(普通)相機(jī)、紅外相機(jī)、紫外相機(jī)等。
CCD和CMOS是現(xiàn)在普遍采用的兩種圖像工藝技術(shù)，它們之間的主要差異在于傳送方式的不同。
主要的性能區(qū)別有噪聲差異、耗電量差異、分辨率差異、靈敏度差異、成本差異等多種不同。
選擇相機(jī)首先要明確自己的需求，第一、要先確定檢測(cè)產(chǎn)品的精度要求。第二、要確定相機(jī)要看的視野大小。第三、要確定檢測(cè)物體的速度。第四、要確定是動(dòng)態(tài)檢測(cè)還是靜態(tài)檢測(cè)。
明確需求后要確定硬件類型，主要有相面像素大小的確定、相機(jī)傳輸方式的確定和相機(jī)的觸發(fā)方式的選擇。
圖像采集
圖像采集卡對(duì)于工業(yè)和科研應(yīng)用，其目標(biāo)是從初始的視頻信號(hào)獲取一幅精確的數(shù)字圖像。
機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)設(shè)備上的圖像采集卡主要是由視頻輸入、A/D轉(zhuǎn)換、時(shí)序及采集控制、圖像處理、總線接口及控制、輸出及控制等幾大模塊構(gòu)成。
圖像采集卡只是完整的機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的一個(gè)部件，但是它扮演一個(gè)非常重要的角色。
圖像采集卡直接決定了攝像頭的接口：黑白、彩色、模擬、數(shù)字等等。
機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)中工業(yè)相機(jī)種類的不同，在選擇圖像采集卡時(shí)也應(yīng)有所不同。
在選擇時(shí)更要關(guān)注卡的穩(wěn)定性、價(jià)格、功能等和產(chǎn)品成本息息相關(guān)的因素。
視覺(jué)處理器
視覺(jué)處理器集采集卡與處理器于一體。
以往計(jì)算機(jī)速度較慢時(shí)，采用視覺(jué)處理器加快視覺(jué)處理任務(wù)。
由于采集卡可以快速傳輸圖像到存儲(chǔ)器，而且計(jì)算機(jī)也快多了，所以視覺(jué)處理器用的較少了。