自動(dòng)化集成系統(tǒng)配套服務(wù)商-日弘智能今天為大家講講機(jī)器視覺系統(tǒng)組成有哪些？機(jī)器視覺系統(tǒng)的主要工作過程。在工業(yè)4.0時(shí)代，國家智能制造高速發(fā)展，傳統(tǒng)的編程來執(zhí)行某一動(dòng)作的機(jī)器人已經(jīng)難以滿足現(xiàn)今的自動(dòng)化需求。在很多應(yīng)用場景下，需要為工業(yè)機(jī)器人安裝一雙眼睛，即機(jī)器人視覺成像感知系統(tǒng)，使機(jī)器人具備識別、分析、處理等更高級的功能，可以正確對目標(biāo)場景的狀態(tài)進(jìn)行判斷與分析，做到靈活地自行解決發(fā)生的問題。

　　機(jī)器視覺系統(tǒng)組成

　　從視覺軟件進(jìn)入機(jī)器視覺行業(yè)，有必要全局認(rèn)識一下機(jī)器視覺系統(tǒng)組成。

　　典型的機(jī)器視覺系統(tǒng)可以分為：圖像采集部分、圖像處理部分和運(yùn)動(dòng)控制部分?；赑C的視覺系統(tǒng)具體由如圖1所示的幾部分組成：

　?、俟I(yè)相機(jī)與工業(yè)鏡頭——這部分屬于成像器件，通常的視覺系統(tǒng)都是由一套或者多套這樣的成像系統(tǒng)組成，如果有多路相機(jī)，可能由圖像卡切換來獲取圖像數(shù)據(jù)，也可能由同步控制同時(shí)獲取多相機(jī)通道的數(shù)據(jù)。根據(jù)應(yīng)用的需要相機(jī)可能是輸出標(biāo)準(zhǔn)的單色視頻(RS-170/CCIR)、復(fù)合信號(Y/C)、RGB信號，也可能是非標(biāo)準(zhǔn)的逐行掃描信號、線掃描信號、高分辨率信號等。

　?、诠庠础鳛檩o助成像器件，對成像質(zhì)量的好壞往往能起到至關(guān)重要的作用，各種形狀的LED燈、高頻熒光燈、光纖鹵素?zé)舻榷既菀椎玫健?/p>

　?、蹅鞲衅鳌ǔＲ怨饫w開關(guān)、接近開關(guān)等的形式出現(xiàn)，用以判斷被測對象的位置和狀態(tài)，告知圖像傳感器進(jìn)行正確的采集。

　?、軋D像采集卡——通常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(jī)輸出的圖像輸送給電腦主機(jī)。它將來自相機(jī)的模擬或數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成一定格式的圖像數(shù)據(jù)流，同時(shí)它可以控制相機(jī)的一些參數(shù)，比如觸發(fā)信號，曝光/積分時(shí)間，快門速度等。圖像采集卡通常有不同的硬件結(jié)構(gòu)以針對不同類型的相機(jī)，同時(shí)也有不同的總線形式，比如PCI、PCI64、Compact PCI，PC104，ISA等。

　　⑤PC平臺——電腦是一個(gè)PC式視覺系統(tǒng)的核心，在這里完成圖像數(shù)據(jù)的處理和絕大部分的控制邏輯，對于檢測類型的應(yīng)用，通常都需要較高頻率的CPU，這樣可以減少處理的時(shí)間。同時(shí)，為了減少工業(yè)現(xiàn)場電磁、振動(dòng)、灰塵、溫度等的干擾，必須選擇工業(yè)級的電腦。

　　⑥視覺處理軟件——機(jī)器視覺軟件用來完成輸入的圖像數(shù)據(jù)的處理，然后通過一定的運(yùn)算得出結(jié)果，這個(gè)輸出的結(jié)果可能是PASS/FAIL信號、坐標(biāo)位置、字符串等。常見的機(jī)器視覺軟件以C/C++圖像庫，ActiveX控件，圖形式編程環(huán)境等形式出現(xiàn)，可以是專用功能的(比如僅僅用于LCD檢測，BGA檢測，模版對準(zhǔn)等)，也可以是通用目的的(包括定位、測量、條碼/字符識別、斑點(diǎn)檢測等)。

　?、呖刂茊卧?包含I/O、運(yùn)動(dòng)控制、電平轉(zhuǎn)化單元等)——一旦視覺軟件完成圖像分析(除非僅用于監(jiān)控)，緊接著需要和外部單元進(jìn)行通信以完成對生產(chǎn)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(fù)雜的邏輯/運(yùn)動(dòng)控制則必須依靠附加可編程邏輯控制單元/運(yùn)動(dòng)控制卡來實(shí)現(xiàn)必要的動(dòng)作。 一個(gè)完整的機(jī)器視覺系統(tǒng)的主要工作過程如下：

　　1、工件定位檢測器探測到物體已經(jīng)運(yùn)動(dòng)至接近攝像系統(tǒng)的視野中心，向圖像采集部分發(fā)送觸發(fā)脈沖。

　　2、圖像采集部分按照事先設(shè)定的程序和延時(shí)，分別向攝像機(jī)和照明系統(tǒng)發(fā)出啟動(dòng)脈沖。

　　3、攝像機(jī)停止目前的掃描，重新開始新的一幀掃描，或者攝像機(jī)在啟動(dòng)脈沖來到之前處于等待狀態(tài)，啟動(dòng)脈沖到來后啟動(dòng)一幀掃描。

　　4、攝像機(jī)開始新的一幀掃描之前打開曝光機(jī)構(gòu)，曝光時(shí)間可以事先設(shè)定。

　　5、另一個(gè)啟動(dòng)脈沖打開燈光照明，燈光的開啟時(shí)間應(yīng)該與攝像機(jī)的曝光時(shí)間匹配。

　　6、攝像機(jī)曝光后，正式開始一幀圖像的掃描和輸出。

　　7、圖像采集部分接收模擬視頻信號通過A/D將其數(shù)字化，或者是直接接收攝像機(jī)數(shù)字化后的數(shù)字視頻數(shù)據(jù)。

　　8、圖像采集部分將數(shù)字圖像存放在處理器或計(jì)算機(jī)的內(nèi)存中。

　　9、處理器對圖像進(jìn)行處理、分析、識別，獲得測量結(jié)果或邏輯控制值。

　　10、處理結(jié)果控制流水線的動(dòng)作、進(jìn)行定位、糾正運(yùn)動(dòng)的誤差等。

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