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一起來看看機器視覺運用了哪些技術(shù)

來源:圖說智能化 ??2018-03-13 閱讀:800
 一、機器視覺的應用

在國外,機器視覺的應用普及主要體現(xiàn)在半導體及電子行業(yè),其中大概40%-50%都集中在半導體行業(yè)。機器視覺系統(tǒng)還在質(zhì)量檢測的各個方面已經(jīng)得到了廣泛的應用,并且其產(chǎn)品在應用中占據(jù)著舉足輕重的地位。除此之外,機器視覺還用于其他各個領域。
 
  而在中國,視覺技術(shù)的應用開始于90年代,因為行業(yè)本身就屬于新興的領域,再加之機器視覺產(chǎn)品技術(shù)的普及不夠,導致以上各行業(yè)的應用幾乎空白。目前國內(nèi)機器視覺大多為國外品牌。國內(nèi)大多機器視覺公司基本上是靠代理國外各種機器視覺品牌起家,隨著機器視覺的不斷應用,公司規(guī)模慢慢做大,技術(shù)上已經(jīng)逐漸成熟。
 
在行業(yè)應用方面,主要有制藥、包裝、電子、汽車制造、半導體、紡織、煙草、交通、物流等行業(yè),用機器視覺技術(shù)取代人工,可以提供生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。例如在物流行業(yè),可以使用機器視覺技術(shù)進行快遞的分揀分類,不會出現(xiàn)大多快遞公司人工進行分揀,減少物品的損壞率,可以提高分揀效率,減少人工勞動。

二、機器視覺的技術(shù)

機器視覺光學系統(tǒng)中鏡頭的作用是將目標聚集在圖象傳感器的光敏面上,鏡頭質(zhì)量的好壞直接影響到機器視覺的整體性能,合理選擇光學鏡頭是機器視覺系統(tǒng)設計的一個重要環(huán)節(jié)。
 
機器視覺是一項綜合技術(shù),包括圖像處理、機械工程技術(shù)、控制、電光源照明、光學成像、傳感器、模擬與數(shù)字視頻技術(shù)、計算機軟硬件技術(shù)(圖像增強和分析算法、圖像卡、 I/O卡等)。一個典型的機器視覺應用系統(tǒng)包括圖像捕捉、光源系統(tǒng)、圖像數(shù)字化模塊、數(shù)字圖像處理模塊、智能判斷決策模塊和機械控制執(zhí)行模塊。
機器視覺中鏡頭的作用是將目標聚集在圖象傳感器的光敏面上,鏡頭質(zhì)量的好壞直接影響到機器視覺的整體性能,合理選擇光學鏡頭是機器視覺系統(tǒng)設計的一個重要環(huán)節(jié)。
 
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三、機器視覺光學系統(tǒng)的鏡頭一般由一組透鏡和光闌組成,下面分別做簡單介紹: 

1.透鏡
透鏡包括凸透鏡和凹透鏡兩種,其中凸透鏡對光線具有會聚作用,也稱為會聚透鏡或正透鏡;凹透鏡對光線有發(fā)散作用,也稱為發(fā)散透鏡或負透鏡。由于正負透鏡具有相反的作用,所以經(jīng)常將兩者配合使用,以矯正像差或其他失真。

2.光闌 
進入鏡頭的光束大小一般由透鏡框和其他機械結(jié)構(gòu)決定。通常在鏡頭中設置設置帶孔的金屬薄片以限制光束的大小,稱為光闌,其通光孔一般為圓形并中心在透鏡的中心軸上。為了調(diào)節(jié)進光量,普通鏡頭都具有光圈調(diào)節(jié)環(huán),調(diào)節(jié)環(huán)轉(zhuǎn)動時帶動鏡頭內(nèi)的黑色葉片以光軸為中心做伸縮運動,稱為可變孔徑光闌。鏡頭中決定成像面大小的光闌稱為視場光闌。鏡頭的鏡管通常被加工成羅紋狀并漆成黑色以消除雜光的影響。

3.自動光圈 
在機器視覺中,自動光圈的主要作用是通過自動調(diào)整光圈控制入射光通量的大小,從而使CCD獲得理想的曝光,以獲得理想的圖象。自動光圈鏡頭目前主要有兩類:一類是視頻驅(qū)動型(Video),另一類是直流驅(qū)動型(DC)。 

4.變焦鏡頭
變焦鏡頭的成像質(zhì)量一般低于固定焦距鏡頭,但在無須改變物距的情況下通過焦距變化即可獲得清晰的圖象,從而提高了機器視覺的設計靈活性。 

5.自動調(diào)焦
自動調(diào)焦鏡頭可以根據(jù)不同的成像目標對鏡頭的焦距進行自動調(diào)整,從而確保在多種應用下都能實現(xiàn)精確聚焦。CCD相機一般采用差分式對比傳遞函數(shù)方式進行自動調(diào)焦。 

6.鏡頭接口
物鏡的接口尺寸國際標準共有三種:F型、C型、CS型。F型比較通用,一般實用于焦距大于25mm的鏡頭,而小于25mm時因為物鏡的尺寸不大,便采用C型或CS型。

7.鏡頭性能  
鏡頭的性能指標主要包括焦距、相對孔徑、視場角度和光譜特性幾個方面。根據(jù)不同的應用條件,需要做相應選擇。

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