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机器视觉系统构成

发表时间:2021-12-20 21:45

       机器视觉系统是通过图像摄取装置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,得到被摄目标的形态信息,根据像素分布的亮度、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,根据分析的结果来控制现场的设备动作。这一信息处理过程与人眼视觉及基于视觉的判断和动作非常相似,形象的说机器视觉的本质是为机器植入“眼睛”和“大脑”。

       从狭义上讲,机器视觉系统通常由图像采集部分(相机,光学镜头,光源)+ 图像传输(数据接口,线缆,图像采集卡)+ 图像处理解析(预处理器,主处理器,应用软件)等构成。从广义角度,则还包含后端的相关的信息通讯及运动控制系统。按照整个视觉系统信息流动的方向,机器视觉系统可分为四个部分:

(1)光学照明与成像。完成图像数字信号获取,由光学成像系统(光源和镜头等)映射图像,经过相机图像传感完成光电模拟信号到数字图像信号的装换。

(2)图像采集与传输。完成图像数字信号的采集,通过标准化的数据接口、采集卡及线缆,将光学图像数据传入计算机存储器。

(3)数据图像处理和分析。依托信息处理平台,运用不同的算法对图像进行处理,提取有效信息,并进行分析和判断。

(4)信息决策与执行。依据数据处理和分析的结果,完成最终判断和动作决策,输出相应的结果和动作控制指令。

       机器视觉是一个光机电算软等技术高度集成的系统。其硬件包括:成像模块、处理模块和机电运控模块,软件部分包括:信息处理算法和软件框架。其外围设备包括:生产设备、信号设备等。通常来讲,核心器件包含:相机 + 镜头 + 光源系统 + 线缆 + 采集卡 + 数据处理平台 + 应用软件 +机电控制反馈机构等。其中,光源用于为场景提供合适的照明,对象场景通过镜头形成高质量的光学图像,由相机完成光电信号的转换。光源、镜头、相机共同构成了机器视觉系统的成像模块。必要时,机电运控模块可完成成像所需的姿态调整、扫描运动等工作。线缆完成图像电信号的传输(有些系统可能采用无线传输),采集卡完成图像由模拟信号到数字信号的转化或格式变换,得到数字图像或视频,由软件在处理平台上完成图像处理、信息分析和提取以及判断决策等功能,相关判断和决策进一步控制机电机构执行相关动作。

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