如何搭建机器视觉系统

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应用天地

2004/10

今日电子如何搭建机器视觉系统

如何搭建机器视觉系统西安市春秋视讯技术有限责任公司供稿

机器视觉系统的构成

一般机器视觉系统主要包括信息探测、采集系统、图像处理、显示及智能决策等模块，涉及计算机图形学、数字图像处理、视频信息处理、模式识别、人工智能理论、智能信息处理、ＶＬＳＩ技术等技术，可广泛应用于工业产品自动检测、航天、航空、遥感、卫星侦察、天文观测、通讯、交通、电子、金融、医疗等图像采集、处理和决策的诸多领域。图１是机器视觉系统的结构图。嵌入式图像采集处理系统

ＮｅｔＳｉｇｈｔ　ＩＩ是功能完善的嵌入式图像采集处理系统，能快速、简便地构成生产线上的机器视觉系统，解决了由ＰＣ／图像采集卡或智能摄像机构成的机器视觉系统在实际生产环境中所遇到的各种问题，提高了产品生产质量。ＮｅｔＳｉｇｈｔ　ＩＩ系统如图２所示。

ＮｅｔＳｉｇｈｔ　ＩＩ嵌入了高性能处理器、多个摄像机接口、灵活的通信设备接口

和多种用户界面。只需将摄像机与ＮｅｔＳｉｇｈｔ　ＩＩ连接，安装相应软件，就可以对生产线的产品进行检测，节省了大量的安装、调试时间。

智能摄像机（Ｓｍａｒｔ　Ｃａｍｅｒａ）不能对物体进行多角度检测，若将这些摄像机之间进行相互配合，则系统的复杂性和可靠性就成了问题。而高性价比的ＮｅｔＳｉｇｈｔ　ＩＩ系统可同时观察和处理４个摄像机的图像，还可以根据具体应用要求来选择相应的摄像机。ＮｅｔＳｉｇｈｔ　ＩＩ支持大多数标准、高分辨率（兆级像素）模拟摄像机，经过适配器可与非标准摄像机连接。

ＮｅｔＳｉｇｈｔ　ＩＩ的机器视觉检测软件Ｓｈｅｒｌｏｃｋ是一个功能强大的自动化检测工具，目前国际上有数以千计的检测设备采用Ｓｈｅｒｌｏｃｋ软件。Ｓｈｅｒｌｏｃｋ软件易于使用、配置完善，可以快速构成样板、参考标准等，支持用户自定义算法和用户界面，但目前还不支持彩色相机输入。

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　主要特性和技术参数

ＮｅｔＳｉｇｈｔ　ＩＩ系统可以在线自动快速检测不规则器件，同时处理多个视频图像，支持多种摄像机，功能强大的嵌入式处理器确保快速检测，为用户提供理想的机器视觉系统解决方案。

数据采集部分包括３个单色或１个ＲＧＢ的模拟摄像机、１５脚Ｄ－Ｓｕｂ连接器，支持标准的６４０×４８０、１０２４×１０２４或更高分辨率的格式，可同时采集３个单色同步摄像机或１个彩色摄像机图像。存储器为２５６ＭＢ的程序存储器和２０ＧＢ的数据存储器。数字输入部分支持７种通用的代码，可进行控制切换，支持３０Ｖ的ＴＴＬ电路。数字输出部分包括７种用做检测和控制的接口，可进行光选通。

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　外部接口

操作接口包括标准ＶＧＡ显示器、标准的ＰＳ／２鼠标和键盘或ＵＳＢ鼠标和键盘、连接附加ＵＳＢ兼容设备的ＵＳＢ接口；网络接口为１０／１００Ｂａｓｅ－Ｔ以太网接口；相机（视频）接口包括３个同步相机

输入（支持标准或者双速模拟相机的顺序

图１　机器视觉系统结构图

图２　ＮｅｔＳｉｇｈｔ　ＩＩ系统

４８５兼容串口，当断开网络连接时，该端口可以控制主应用；１个标准的并口可用来连接打印机等并口设备；ＡＣ９７兼容音频接口用来发布音频警报通知。ＮｅｔＳｉｇｈｔ　ＩＩ的后面板如图３所示。

●　相机的选择

机器视觉系统需要用相机采集图像，所选择的相机类型可以表明系统的识别能力，这就意味着可以识别的最小信息是视场的函数。换句话说，相机通过改变镜头可以扩大视场，但是减少了实际识别区域。光源、透镜畸变和物体的位置等许多因素都会影响到图像的质量。通常的做法是尽可能把传感器上感兴趣度）。除了“静态”操作（检测的图片不能

移动），目前大多数相机都可以进行逐行

扫描，这样相机就可以准确捕获移动图

像，并用于特殊生产环境。需要注意的

是，光源和镜头将会对相机性能产生很

大的影响。

机器视觉开发软件

Ｓｈｅｒｌｏｃｋ是基于Ｗｉｎｄｏｗｓ的机器

视觉开发软件，操作简单方便，是开发

机器视觉应用的理想软件，已被广泛采

用。Ｓｈｅｒｌｏｃｋ有Ｓｈｅｒｌｏｃｋ　Ｅｓｓｅｎｔｉａｌ和

Ｓｈｅｒｌｏｃｋ　Ｐｒｏｆｅｓｓｉｏｎａｌ两种经济实用的

版本，可以满足企业的不同需要。

软件可提取直线、圆环、圆弧、长方

形、点等要处理的区域，并对提取的区

域进行图象处理，包括与、或、异或等逻

辑操作，加、减、放大、缩小、投影等数

学运算，卷积、Ｓｏｂｅｌ运算等图像滤波，

图像折叠、旋转、变焦等处理，并将图像

保存和存储。对线性、非线性、透视和畸

变失真进行校准，根据摄像机或真实坐

标校准，还有自动再校正。软件可对图

像进行边缘和点分析，进行搜索或定位

等模式识别，测量和计量距离、角度、直

径和周长，对图像确认和反馈，可输入

输出数字和模拟信号。

图３　ＮｅｔＳｉｇｈｔＩＩ的后面板

图４　Ｓｈｅｒｌｏｃｋ软件界面

ＥＰＣ

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