詳細(xì)解讀機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)組成及工作原理

機(jī)器視覺(jué)發(fā)展簡(jiǎn)介:20世紀(jì)60年代，國(guó)外開始研究機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)。后來(lái)隨著大規(guī)模集成電路的發(fā)展，視覺(jué)系統(tǒng)開始實(shí)用化。80年代，隨著微型計(jì)算機(jī)的興起，機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)開始深入到各個(gè)領(lǐng)域，應(yīng)用步入細(xì)分化。本文詳細(xì)介紹了機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的組成和工作原理。

機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)組成:從字面意思上看，機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)主要分為三個(gè)部分:機(jī)器、視覺(jué)和系統(tǒng)。機(jī)器負(fù)責(zé)機(jī)器的運(yùn)動(dòng)和控制，通過(guò)光源、工業(yè)透鏡、工業(yè)相機(jī)、圖像采集卡等實(shí)現(xiàn)視覺(jué)。以下是機(jī)器視覺(jué)的五個(gè)關(guān)鍵組成部分:

1.機(jī)器視覺(jué)光源(即照明光源)

照明光源可以作為一個(gè)機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)輸入的重要組成部件，它的好壞直接影響輸入數(shù)據(jù)的質(zhì)量和應(yīng)用效果。由于沒(méi)有通用的機(jī)器視覺(jué)照明技術(shù)設(shè)備，所以對(duì)每個(gè)特定的應(yīng)用實(shí)例。要選擇相應(yīng)的視覺(jué)光源以達(dá)到最佳的效果。常見(jiàn)的光源有：LED環(huán)形光源、低角度光源、背光源、條形光源、同軸光源、冷光源、點(diǎn)光源、線型光源和平行光源等。

2.工業(yè)鏡頭

鏡頭主要負(fù)責(zé)機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)中的光束調(diào)制和信號(hào)傳輸。鏡頭類型包括:標(biāo)準(zhǔn)、遠(yuǎn)心、廣角等，選擇一般根據(jù)相機(jī)界面、拍攝距離、拍攝范圍、CCD尺寸、畸變?cè)试S范圍、放大率、焦距和光圈等。

3.工業(yè)相機(jī)

機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)中工業(yè)相機(jī)最本質(zhì)的功能是將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。與普通的相機(jī)相比，具有傳輸力高，抗干擾和穩(wěn)定的成像能力。根據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)，有許多種分類：根據(jù)輸出信號(hào)的方式，可以分為模擬工業(yè)相機(jī)和數(shù)字工業(yè)相機(jī)，根據(jù)芯片類型的不同，可以分為CCD工業(yè)相機(jī)和CMOS工業(yè)相機(jī)。

4.圖像采集卡

圖像采集卡只是整個(gè)機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的部件，但它也非常重要，直接決定了攝像機(jī)的接口:黑白、彩色、模擬、數(shù)字等。比較典型的PCI采集卡、1394采集卡、VGA采集卡和GigE千兆網(wǎng)絡(luò)采集卡。其中一些捕捉卡有內(nèi)置的多路復(fù)用器，可以連接多個(gè)攝像頭同時(shí)捕捉多個(gè)信息。

5.機(jī)器視覺(jué)軟件

機(jī)器視覺(jué)軟件是機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)中自動(dòng)化處理的關(guān)鍵部件，根據(jù)具體應(yīng)用需求，對(duì)軟件包進(jìn)行二次開發(fā)，可自動(dòng)完成對(duì)圖像采集、顯示、存儲(chǔ)和處理。

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