视觉检测系统简介

选择图像采集卡要考虑以下几个方面:
（1） 视频输入的格式和数据传输率
大多数摄像机使用RS-422或者EIA644作为输出信号格式,这样图像采集卡就需要支持系 统使用的摄像机所采用的输出信号格式.从灵活性来说,如果两种格式都支持就更好.当摄像 机以较高的速度拍摄高分辨率图像后,会产生很高的输出速率,这时摄像机一般使用多路信 号同时输出,而图像采集卡必须能够支持多路输入及摄像机的输出速率.
NI 8252 IEEE 1394a interface PCI and PXI Any DCAM-compliant IEEE 1394a camera 3 direct,16 with a hub 100Mbit/s
NI PCIe-8255R IEEE 1394a interface and IEEE 1394b PCI Express Any DCAM-compliant IEEE 1394a camera or IEEE 1394b camera 2 direct,16 with a hub 400Mbit/s
相机拍摄要求与光源同步,这样能有效地拍摄高速运动物体的图像.
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2.4 图像采集卡 图像采集卡是视频信号从相机到电脑之间传输的桥梁.目前大多数相机还是模拟信号输 出,图像采集卡则将各种模拟视频信号经A/D转换成数字信号送入计算机,供计算机作处理,存 储,传输等之用.
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技術參數對比: Features Description Bus Applicable Cameras Camera Inputs Speed
（2） 数据的吞吐量
当图像采集卡的信号输入速率较高时,需要考虑图像采集卡与图像处理系统之间的带 宽问题.在使用PC 时, 图像采集卡使用PCI接口.PCI接口的理论峰值带宽为132Mbps.但在实际 使用中, 多数计算机上PCI 接口的平均数据传输率为50～90Mbps,有可能在瞬间高传输率时 不能满足传输的需要.为了避免与其他PCI 设备产生冲突时丢失数据,图像采集卡上应有数据 缓存.在一般情况下,有2MB的板载存储器可以满足大部分的任务要求. Page:10
机器视觉是利用光电成像系统采集被控目标的图像,经计算机或专用的图像处
理模块进行数字处理,根据图像的像素分布,亮度和颜色等信息,进行尺寸,形状,颜色等 的识别.这样,就把计算机的快速性,可重复性,与人眼视觉的高度智能化和抽象能力相 结合,大大提高了生产的柔性和自动化程度.
二 机械视觉的组成---相机,镜头,光源,图像处理控制单元
一个典型的工业机器视觉系统包括：光源、镜头、 相机（包括CCD 相机和COMS相 机）、图像处理单元（或图像捕获卡）、图像处理软件、监视器、通讯 / 输入输出单元 等部分组成.各个部分之间相互配合,最终完成其檢測要求.
优点: 1.非接触式检测,对观察者和被观察者不会产生损伤. 2.具有较宽的光谱效应范围. 3.长时间稳定工作. 4.具有较高的量测精度. 5.拍照速度自动与被测物的速度相匹配，拍摄到理想的图像
2.3 光源 光源是影响机器视觉系统输入的重要因素,因为它直接影响输入数据的质量和至少30 ％的应用效果.由于被检测物体的颜色,材质,折射率等特性的千差万别,就必须根据每个特
定的应用实例,选择相应的照明装置,以达到最佳的效果.
光源的类型有卤素灯,荧光灯和LED光源等, 其主要性能的比较见下表.
目前使用較廣
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2.6 PC平台 本系统中PC平台用于接受图像采集卡输出的图像,然后由图像处理软件进行预处 理,分析和识别,判断檢測結果,最后将判断结果发送给PLC.由于图像采集卡和图像处 理软件的运行都消耗很大的系统资源,因此应当选用高性能的工控机作为PC平台， 保证系统快速稳定的运行.
目前正在使用工控電腦
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2.2 镜头
調節光圈大小,以改變進入 相機的光線多少,從而改變 圖像亮度
調節焦距,以確保圖像清晰 镜头的几个主要参数有:成像面,CCD感光片尺寸,焦距,视野,物距,景深和视角. 选择镜头时应考虑以下几个因素: （1）镜头的成像面与所用的CCD相机是否匹配.成像面与镜头本身的设计及生产有关.成像应 该是越大越好.可是有些厂家的镜头由于设计或生产上达不到技术要求,成像面会较小.
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光源按其照射方式可分为背向照明,前向照明,结构光和频闪光照明等.背向照明是被测 物放在光源和摄像机之间,其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
所产生的畸变,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,照
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2.1 相机
目前工业用相机主要有CCD和CMOS两种.CMOS相机起步较晚,所摄取的画面质 量也不是很好,所以主要用在图像品质要求不是很高的产品上,比如手机附带的相机 大多数采用CMOS相机.CCD相机比CMOS相机更灵敏,在昏暗的光照下可以照出较好 的相片,因此工业上应用较为普遍的是CCD相机.CCD（Charge Coupled Device）是一 种半导体光学器件.该器件具有光电转换,信息存储和延时等功能,并且集成度高,能耗 小,故一出现就在固体图像传感,信息存储和处理等方面得到广泛应用.
機器視覺系統簡介
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人类视觉
明亮而均匀的光源
获取众多的信息, 进行综合的判断
认识・判断 众多的信息
认识
过去的学识,经验,感情
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机器视觉
只提取必要的信息, 进行准确的判断
ห้องสมุดไป่ตู้
必要的信息 特定的光源 认识 识别,判断
图像处理器
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一 机械视觉的定义--机器代替人眼来做测量和判断
（2）确定镜头的焦距,物距和视野(这个主要是依据实际的工作或安装环境来确定)这几个参
数关系是:焦距越小,视角越大,最小物距越短,视野越大.以最常用的三种镜头(50mm,25mm,16mm) 为例:50mm的镜头焦距是最大的,所以50mm镜头的视角就最小,而视野就最小,最小物距却是最远 的;25mm的镜头焦距次之;16mm的镜头焦距则是最小的,所以16mm镜头的视角就最大,而视野也 就最大,最小物距是最近的. Page:6
2.5 数字I/O控制卡 在机器视觉系统中,输入/输出的控制很重要.系统中常要根据处理过程的需要来决定摄 像机的拍摄时间.如果采用了可重设的摄像机,需要产生重设信号.在一些系统中,由于需要设 定拍摄的帧率,应该有像素时钟发生器.外同步是指不同的视频设备之间用同一同步信号来 保证视频信号的同步,它可以保证不同设备输出的视频信号具有相同的帧行起止时间.为了 实现外同步,需要给摄像机输入一个复合同步信号或复合视频信号.如果图像采集卡已经具 有数字I/O功能, 能够产生摄像机和其他电子设备所需的选通,触发及其他电子信号,对系统是 很有用的,否则将需要独立的数字I/O卡.