视觉的基本原理

像素分辨率
640 1600
VISIONTE
0.3 兆像素
640×480
480
2.0 兆像素
1600×1200
1200
机器视觉是什么?
机器视觉系统的构件
VISIONTE
照明
技术使您的元件看起来处 于最佳状态
图像获取
摄像头拍摄照片
视觉工具
评价照片
通信 视野
你正在观看的东西 将结果传递到其他设备
元件：良好 螺栓号： 8
机器视觉是什么?
机器视觉系统的构件
VISIONTE
照明
技术使您的元件看起来处 于最佳状态
图像获取
摄像头拍摄照片
视觉工具
评价照片
通信
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ视野
你正在观看的东西 将结果传递到其他设备
元件：良好 螺栓号：8
视觉工具是什么?
视觉工具：是所有视觉应用的构造块的软件算法 所有的视觉工具：
分析感兴趣的指定区域中的具体像素集 显示正被分析的图形
VISIONTE
视觉基本原理
机器视觉是什么?
机器视觉系统的构件
VISIONTE
照明
技术使您的元件看起来处 于最佳状态
图像获取
摄像头捕获照片
视觉工具
评价照片
通信 视野
你正在观看的东西 将结果传递到其他设备
元件：良好 螺栓号：8
VISIONTE
视野
您能看到多少呢?
3 个元件 • 视野（FOV） • 工作距离
照明 技术
照明创建对比度
VISIONTE
照明产生部分到部分图像的连续性 照明最小化环境光的干扰 照明并非一门确切的科学
照明在所有机器视觉应用中都是最基础的
照明技术
VISIONTE
用于结构光的激光
背光
偏振光
明视野
暗视野
圆顶漫射光
同轴漫射光
VISIONTE
背光应用案例
灯丝采用环形光
高产量 低寿命 寿命成本最高
机器视觉是什么?
机器视觉系统的构件
VISIONTE
照明
技术使您的元件看起来处 于最佳状态
图像获取
摄像头拍摄照片
视觉工具
评价照片
通信
视野
你正在观看的东西 将结果传递到其他设备
元件：良好 螺栓号：8
VISIONTE
影响图像的因素有哪些？
光的强度 光的方向 镜头的焦距 物距 光圈 成像器类型（CCD或者CMOS） 焦点 数字化速度 FOV平衡 暗图像校准 曝光时间 增益电平 模糊 图像过滤
检查标签是否准确定位在X、Y 和θ方向，并且能够检测常见 标签问题，例如卷起、磨损和 污点。
标签检测

VISIONTE
机器视觉是什么?
机器视觉系统的构件
照明
技术使您的部件看起来处 于最佳状态
图像获取
摄像头拍摄照片
视觉工具
评价照片
通信 视野
你正在观看的东西 将结果送达其他设备
元件：良好 螺栓号：8
污点和低对比度
低对比度和低分辨率
倾斜并且模糊
低分辨率
曝光过度
在弯曲表面上 的低对比度
在有噪音背景的弯曲 表面上的低对比度
数据矩阵ID中的工艺现状
VISIONTE
具体工具的应用
为具体的应用量身定做的
工具，为复杂的应用提供 易于使用的检测工具
人口统计 涂胶检查

设计用以检查涂胶和焊接的宽 度和连续性，或者任何其他具 有一定宽度的连续轮廓。
缩放和明暗变化
在极具挑战性的条件下元件定位
VISIONTE
计数
直线计数 在黑白和彩色图像中自动学 习模板 面积统计 通过自动学习利用位置算法 （Blob工具、物体定位、边 缘和图案查找）使得元件计 数简单 像素计数或直方图 灰阶工具决定光强 颜色工具允许学习多种颜色
VISIONTE
VISIONTE 应用… 你拥有一个视觉应用
1. 元件到达检测点 2. 接近或光电传感器检测元件并 发送触发信号到视觉传感器 3. 元件被照亮 4. 获取图像并数字化
5. 视觉软件处理图像并且分析 元件的好或坏
6. 如果元件是坏的，开关量输 出，系统剔除不良品 7. 显示器显示操作员剔除的元 件和生产统计
视野 镜头
• 镜头选择
镜头图表：计算视野，工作距离或者镜头选择（必 须知道2个以便查找 第3个）
图像获取
成像器
VISIONTE
• 微芯片将光能转化为数字信息（像素） • CCD 和 CMOS是最常用类型的成像器
视野 像素
元件
• 最小的一部分数字图像 • 摄像头分辨率以像素为单位 – 640×480或0.3兆像素 – 1600×1200或2.0兆像素
视觉系统需要与什么通信?
VISIONTE
PLC 触发视频系统运行、切换程序、在线/离线切换，等等 提供检查数据和通过/未通过结果 机器人和运动控制器 向机器人提供该元件的位置
其他视觉系统 检查某元件的多个面 坐标检测和工作加载
HMI / MES系统
可获得的通信类型
开关量 数字输入/输出 使用案例：

VISIONTE

触发图像获取 不良品取出信号
串行和以太网通信 可用的标准工业协议有： 以太网/IP、PROFINET、Modbus TCP（工业以太网） 预先配置和用户定义的 RS-232 和 RS-495（串行） DeviceNet、PROFIBUS、CC-Link（Fieldbus网线）
灯丝采用背光
偏光案例
VISIONTE
环形光
有偏光镜的环形光
光源
VISIONTE
荧光灯
• 30,000+赫兹，用于视觉 -（普通灯光为60赫兹） • 有限选择 • 大面积，不集中 • 对于大面积来说，成本最 低
卤素灯
LED灯
• 机器视觉的第1选择 • 许多选择（形状、颜色等等） • 50,000+小时的寿命期 • 寿命成本最低
测量
计算多种元件和形状
的尺寸，例如直径、 距离、角度和更多
精度测量 数据框架
统计
识别
条形码读取
VISIONTE
2D 矩阵码读取 IDMax 基于PatMax技术 OCR /OCV 光学字符识别 光学字符确认
VISIONTE
IDMax（基于PatMax）
很难读取
VISIONTE
报告数据，可以用来作出决定和/或控制过程
视觉工具的类型：
图像处理和过滤 定位（确定位置）
计数
测量 应用具体工具（例如代码读取、缺陷检测、颜色识别） 具体工具因制造商和产品生产线不同而异
VISIONTE
定位和确定位置
边缘工具：查找在直边
或者曲边上的明暗过渡
位置、线、弧度和多叉
线 直线和圆形拟合
Blob 工具：确定不同外
形物体的位置
几何图像查找工具用于
高级元件定位
物体定位（DVT 传感器） PatMax工具（In-Sight和
® 行业内领先的PatMax
VISIONTE
经过整理的元件
阻挡
焦点没有对准
与背景混淆
180°旋转
反极性