什么是機(jī)器視覺中的圖像采集？

機(jī)器視覺已成為工業(yè)自動(dòng)化的眼睛。盡管它的出現(xiàn)相對(duì)較新，但由于它能夠同時(shí)提供增強(qiáng)的準(zhǔn)確性和更快的周轉(zhuǎn)，因此在相當(dāng)多的行業(yè)中獲得了關(guān)注。機(jī)器視覺系統(tǒng)的準(zhǔn)確性對(duì)于產(chǎn)品在市場上的成功起著關(guān)鍵作用。換句話說，機(jī)器視覺系統(tǒng)的效率顯著影響生產(chǎn)環(huán)境的整體效率和凈吞吐量。

然而，機(jī)器視覺系統(tǒng)在少數(shù)情況下可能不準(zhǔn)確且效率低下。有些系統(tǒng)在實(shí)驗(yàn)室中運(yùn)行良好，但在生產(chǎn)線上卻無法滿足精度標(biāo)準(zhǔn)。發(fā)生這種情況的主要原因之一是系統(tǒng)是在實(shí)驗(yàn)室構(gòu)建的，然后立即在工廠環(huán)境中實(shí)施。這種做法不正確的核心原因在于圖像采集過程。

什么是圖像采集？

圖像采集可以定義為從源獲取圖像的行為。這可以通過相機(jī)、編碼器、傳感器等硬件系統(tǒng)來完成。毫無疑問，這是機(jī)器視覺工作流程中最關(guān)鍵的一步，因?yàn)椴粶?zhǔn)確的圖像將使整個(gè)工作流程變得無用。由于機(jī)器視覺系統(tǒng)不會(huì)分析獲取的物體數(shù)字圖像，而不是分析物體本身，因此獲得具有正確清晰度和對(duì)比度的圖像至關(guān)重要。

在圖像采集步驟中，來自物體的入射光波通過光敏傳感器的組合轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。這些小型子系統(tǒng)的作用是為機(jī)器視覺算法提供物體的準(zhǔn)確描述。

人們普遍誤解，在機(jī)器視覺系統(tǒng)中獲得正確的顏色最為重要。但事實(shí)并非總是如此。顏色通常會(huì)引入更多噪音并使檢測變得更加困難。圖像采集系統(tǒng)的最高目標(biāo)是最大化感興趣特征的對(duì)比度。

圖像采集的組成部分

圖像采集系統(tǒng)由四個(gè)重要部分組成。雖然傳感器和攝像頭的效率可能隨可用技術(shù)的不同而變化，但用戶對(duì)照明系統(tǒng)擁有絕對(duì)的控制權(quán)。主要的圖像采集組件如下：扳機(jī)、相機(jī)、光學(xué)、照明，本文我們將重點(diǎn)討論圖像采集過程中涉及的觸發(fā)機(jī)制。

觸發(fā)機(jī)制

現(xiàn)代成像和視覺應(yīng)用中的圖像采集是通過觸發(fā)器完成的。觸發(fā)器是一種向相機(jī)發(fā)出信號(hào)以獲取圖像的機(jī)制。與單反相機(jī)不同，工業(yè)相機(jī)中的傳感器由于缺乏機(jī)械快門而持續(xù)暴露。完全自由運(yùn)行的相機(jī)讀取來自傳感器的輸入。當(dāng)“圖像查詢”被見證時(shí)，圖像被完整捕獲。此后，新的圖像采集周期開始，并將完整捕獲的圖像傳輸?shù)焦I(yè)電腦。

觸發(fā)器可以采用傳感器、可編程邏輯控制器和按鈕的形式。也可能存在不需要觸發(fā)器的某些情況。這是給您的高級(jí)提示。觸發(fā)器還取決于所使用的相機(jī)類型。線掃描相機(jī)有兩個(gè)觸發(fā)器（線觸發(fā)器和幀觸發(fā)器）。另一方面，區(qū)域掃描相機(jī)只有幀觸發(fā)器。

部分用例

我們列出了一些用例，以便您可以更好地理解不同類型的觸發(fā)機(jī)制。

擠壓壓條的檢查

這個(gè)特殊的用例涉及一個(gè)持續(xù)運(yùn)行的傳送帶，將珠子移動(dòng)經(jīng)過線掃描相機(jī)。由于此用例需要連續(xù)檢查，因此不需要觸發(fā)器。然而，這種情況可能會(huì)使用線路觸發(fā)器。

光學(xué)字符識(shí)別閱讀

該用例涉及機(jī)械臂拾取物體并將其放置在攝像機(jī)前。那么，相機(jī)如何知道何時(shí)捕捉圖像呢？這個(gè)角色可以由PLC來完成。因此，當(dāng)物體到達(dá)相機(jī)時(shí)，控制器會(huì)發(fā)送一個(gè)信號(hào)，表明該部件現(xiàn)在已就位以進(jìn)行成像。

圓柱形物體的檢查

對(duì)于圓柱形物體的缺陷檢測，使用旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤來旋轉(zhuǎn)物體，并使用線掃描相機(jī)來捕獲圖像。在這種情況下，可以使用編碼器在物體旋轉(zhuǎn)時(shí)觸發(fā)線掃描相機(jī)。

冰箱內(nèi)部部件的檢查

該用例涉及使用傳送帶將冰箱移動(dòng)經(jīng)過區(qū)域掃描相機(jī)。在這種情況下，可以使用光傳感器或任何其他合適的傳感器來在感測到冰箱時(shí)觸發(fā)相機(jī)。