机器视觉技术及应用（机器视觉系统）

机器视觉系统一般包括光源、镜头、CCD照相机、图像处理单元(或图像采集卡)、图像处理软件、监视器、通讯/输入输出单元等。

        光源：与视觉传感器的照明因素一样，它是影响机器视觉系统输入的重要因素，它直接影响输入数据的质量和应用效果。

针对每个特定的应用实例，要选择相应的照明装置，以达到最佳效果。

其光源可分为可见光和不可见光。

常用的几种可见光源是白帜灯、日光灯、水银灯和钠光灯。

另一方面，环境光有可能影响图像的质量，所以可采用基于PC的方案主要针对电子生产测试设备，其优点是高性能、高灵活度和高性价比，十分适合于高难度、高分辨率和高速的机器视觉应用。

         所以可采用加防护屏的方法来减少环境光的影响。

照明系统按其照射方法可分为：背向照明、前向照明、结构光和频闪光照明等。

其中，背向照明是被测物放在光源和摄像机之间，它的优点是能获得高对比度的图像。

前向照明是光源和摄像机位于被测物的同侧，这种方式便于安装。

结构光照明是将光栅或线光源等投射到被测物上，根据它们产生的畸变，解调出被测物的三维信息。

频闪光照明是将高频率的光脉冲照射到物体上，摄像机拍摄要求与光源同步.　　         镜头：镜头选择应注意焦距，目标高度，影像高度，放大倍数，影像至目标的距离，中心点 / 节点与畸变.　　        相机：按照不同标准可分为标准分辨率数字相机和模拟相机等。

要根据不同的实际应用场合选不同的相机和高分辨率相机:线扫描CCD和面阵CCD;单色相机和彩色相机。

　　         图象采集卡：图像采集卡只是完整的机器视觉系统的一个部件，但是它扮演一个非常重要的角色。

图像采集卡直接决定了摄像头的接口：黑白、彩色、模拟、数字等。

比较典型的是PCI或AGP兼容的捕获卡，可以将图像迅速地传送到计算机存储器进行处理。

有些采集卡有内置的多路开关。

例如，可以连接8个不同的摄像机，然后告诉采集卡采用那一个相机抓拍到的信息。

有些采集卡有内置的数字输入以触发采集卡进行捕捉，当采集卡抓拍图像时数字输出口就触发闸门。

　　        视觉处理器：视觉处理器集采集卡与处理器于一体。

以往计算机速度较慢时，采用视觉处理器加快视觉处理任务。

现在由于采集卡可以快速传输图象到存储器，而且计算机也快多了，所以现在视觉处理器用的较少了。

　　工作过程：视觉系统的输出并非图像视频信号，而是经过运算处理之后的检测结果(如尺寸数据)。

通常，机器视觉测试就是用机器代替肉眼来做测量和判断.首先采用CCD照相机将被摄取目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号。

图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，如：面积、长度、数量、位置等。

最后，根据预设的容许度和其他条件输出结果，如：尺寸、角度、偏移量、个数、合格/不合格、有/无等。

上位机(如PC和PLC)实时获得检测结果后，指挥运动系统或I/O系统执行相应的控制动作(如定位和分类)。

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