siemens x
專欄

『學(xué)習(xí)筆記』機(jī)器視覺系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2025China.cn   2007年12月07日

機(jī)器視覺系統(tǒng)主要部件包括:光源,鏡頭(有時包含濾光片),相機(jī),圖像采集卡,圖像處理平臺等。設(shè)計(jì)機(jī)器視覺系統(tǒng)的主要步驟是:



· 選擇照相機(jī)類型
· 選定相機(jī)視野
· 計(jì)算視場
· 計(jì)算分辨率
· 估算運(yùn)算負(fù)載
· 選擇圖像硬件處理平臺
· 選擇相機(jī)
· 選擇鏡頭
· 選擇照明技術(shù)
· 選取圖像采集卡
· 規(guī)劃圖像處理算法
· 選擇圖像處理軟件包



在機(jī)器視覺領(lǐng)域經(jīng)常提到的傳感器的感應(yīng)元件是CMOS和CCD。CMOS可以為感光元件增加很多功能,而且由于CMOS的畫面質(zhì)量已經(jīng)接近CCD,這使得CMOS成為許多應(yīng)用一種可行的選擇。CMOS的成本也與CCD低的多。



CCD允許的照度范圍很廣,而且在光線不足的條件下比CMOS更加敏感。CCD是被專門設(shè)計(jì)用于成像的產(chǎn)品,為了得到較高的圖像質(zhì)量,CCD感光元件是逐行接收光線的。CCD相機(jī)作為機(jī)器視覺系統(tǒng)的圖像傳感器部件,主要包括三類:線掃(Line Scan),高靈敏度線掃(High Sensitivity Line Scan)和面掃(Area Scan)。



進(jìn)行相機(jī)選擇時,確定類型后還需要考慮抗飽和性能(Booming Resistance);選用黑白相機(jī)(Monochrome Camera)或彩色相機(jī)(Color Camera);以及圖像分辨率和像素分辨率。



編碼器(Encoder)可對成像物體運(yùn)動和相機(jī)行頻之間進(jìn)行同步。鏡頭(Lens)的功能是將所需要的圖像完好地投影到CMOS/CCD傳感器。照明(Illumination)的設(shè)計(jì)需要考慮下面因素(也是濾光片(Filters)(如果需要)的設(shè)計(jì)依據(jù)):光源的頻譜響應(yīng)曲線;物體表面特性;CMOS/CCD傳感器的頻譜響應(yīng)。主要的光源類型有日光、鎢光源、熒光燈、鹵鎢燈、放電燈、LED和激光。



圖像采集卡(Frame Grabber)具有如下功能:可處理來自不同圖像源的信息,并在各種不同應(yīng)用中具有靈活性;可快速高效地存儲圖像信息;提供圖形用戶接口。根據(jù)不同產(chǎn)品類型和價格,還可包括如下功能:具有RISC構(gòu)架的快速DSP;并行多處理器系統(tǒng);大RAM存儲能力;強(qiáng)大的軟件庫;交互式用戶界面;友好的編程工具。但圖像采集卡的應(yīng)用存在如下挑戰(zhàn):隨著CMOS傳感器的廣泛應(yīng)用,圖像處理流程可直接在相機(jī)中完成;而圖像處理算法可直接在主機(jī)上實(shí)現(xiàn)。常用圖像硬件處理平臺有PC based、Packaged System、Integrated Camera、Vision Engine。



圖像質(zhì)量的好壞是機(jī)器視覺系統(tǒng)成功的基礎(chǔ)和前提,度量的特征有分辨率、對比度、場深、失真、視差等。



本blog點(diǎn)到為止,歡迎大家齊攪合,拍磚的請走綠色通道。

(原創(chuàng))

標(biāo)簽:『學(xué)習(xí)筆記』機(jī)器視覺系統(tǒng)設(shè)計(jì) 我要反饋 
2024世界人工智能大會專題
即刻點(diǎn)擊并下載ABB資料,好禮贏不停~
優(yōu)傲機(jī)器人下載中心
西克
2024全景工博會
專題報道