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視覺系統(tǒng)由照明光源、鏡頭、工業(yè)攝像機、圖像采集/處理卡、圖像處理系統(tǒng)、其它外部設備等部份組成。
機器視覺系統(tǒng)就是利用機器代替人眼來作各種測量和判斷。它是計算科的一個重要分支,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。圖像處理和模式識別等技術的快速發(fā)展,也大大地推動了機器視覺的發(fā)展。
一般來說,機器視覺系統(tǒng)包括了照明系統(tǒng)、鏡頭、攝像系統(tǒng)和圖像處理系統(tǒng)。對于每一個應用,我們都需要考慮系統(tǒng)的運行速度和圖像的處理速度、使用彩色還是黑白攝像機、檢測目標的尺寸還是檢測目標有無缺陷、視場需要多大、分辨率需要多高、對比度需要多大等。
從功能上來看,典型的機器視覺系統(tǒng)可以分為:圖像采集部分、圖像處理部分和運動控制部分。
工業(yè)圖像采集視覺系統(tǒng)的廣泛應用
1.非接觸測量,對于觀測者與被觀測者都不會產生任何損傷,從而提高系統(tǒng)的可靠性。
2.具有較寬的光譜響應范圍,例如使用人眼看不見的紅外測量,擴展了人眼的視覺范圍。
3.長時間穩(wěn)定工作,人類難以長時間對同一對象進行觀察,而機器視覺則可以長時間地作測量、分析和識別任務。
4.機器視覺系統(tǒng)的應用領域越來越廣泛。在工業(yè)、農業(yè)、交通、金融甚至體育、娛樂等等行業(yè)都獲得了廣泛的應用,可以說已經深入到我們的生活、生產和工作的方方面面。
工業(yè)圖像采集視覺系統(tǒng)的硬件設計
視覺系統(tǒng)的硬件主要由鏡頭、攝像機、圖像采集卡、輸入輸出單元、控制裝置構成。
一套視覺系統(tǒng)的好壞則分別取決于攝像機像素的高低,硬件質量的優(yōu)劣,更重要的是各個部件間的相互配合和合理使用。
工業(yè)圖像采集視覺系統(tǒng)的軟件設計
視覺系統(tǒng)的軟件設計是一個復雜的課題,不僅要考慮到程序設計的優(yōu)化,還要考慮到算法的有效性,及其能否實現(xiàn),在軟件設計的過程中要考慮到可能出現(xiàn)的問題。視覺系統(tǒng)的軟件設計完成還要對其魯棒性進行檢測和提高,以適應復雜的外部環(huán)境。
機器人視覺硬件主要包括圖像獲取和視覺處理兩部分,而圖像獲取由照明系統(tǒng)、視覺傳感器、模擬-數(shù)字轉換器和幀存儲器等組成。機器人視覺通過視覺傳感器獲取環(huán)境的二維圖像,并通過視覺處理器進行分析和解釋,進而轉換為符號,讓機器人能夠辨識物體,并確定其位置。