機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的組成部分

一般來(lái)說(shuō)，一個(gè)完整的機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)由光學(xué)系統(tǒng)（光源、鏡頭、工業(yè)相機(jī)）、圖像采集單元、圖像處理單元、執(zhí)行器和人機(jī)界面等模塊組成。各功能模塊缺一不可、相輔相成。

1.照明（光源）

照明是影響機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)輸入的重要因素。光源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)非常重要，因?yàn)樗苯雨P(guān)系到輸入數(shù)據(jù)，即圖像質(zhì)量和應(yīng)用效果。工程師首先應(yīng)確定有效的照明條件，并根據(jù)用戶需求和產(chǎn)品特性選擇相應(yīng)的照明裝置。這樣就可以保證在該光照條件下生成的圖像能夠突出用戶需要的目標(biāo)信息特征。一般來(lái)說(shuō)，光源可分為可見(jiàn)光源和不可見(jiàn)光源。工業(yè)上常用的光源有LED、鹵素?zé)?、熒光燈等。不可?jiàn)光源主要分為近紅外光、紫外光、X射線等。目前，LED光源是應(yīng)用最廣泛的機(jī)器視覺(jué)光源，具有高效、長(zhǎng)壽命、防潮等特點(diǎn)、防震、節(jié)能、環(huán)保。是工程師設(shè)計(jì)照明系統(tǒng)的最佳選擇。不可見(jiàn)光源主要用于滿足特定需求，例如管道焊接過(guò)程的檢測(cè)。由于不可見(jiàn)光的穿透性，可以達(dá)到欺騙點(diǎn)。

2、鏡頭

鏡頭是機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)中的重要部件，具有光學(xué)成像的功能。鏡頭的主要參數(shù)有焦距、景深（DOF）、分辨率、工作距離、視場(chǎng)角（FOV）等。景深是指鏡頭能夠拍攝到被攝物體的距離范圍和最佳焦距。獲得最佳圖像。視場(chǎng)角代表攝像機(jī)能夠觀察到的最大范圍，通常用角度來(lái)表示。一般來(lái)說(shuō)，視野越大，觀察范圍也越大。

工作距離是指鏡頭與被攝物體之間的距離。工作距離越長(zhǎng)，成本越高。

在機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中應(yīng)選擇符合用戶需求的鏡頭參數(shù)。

3.工業(yè)相機(jī)

工業(yè)相機(jī)在機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)中至關(guān)重要。它們用于像人眼一樣捕捉圖像。根據(jù)相機(jī)感光器的不同，可分為：

CCD相機(jī)； CMOS相機(jī)

CCD——電荷耦合器件

CMOS — 互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體

CCD相機(jī)雖然成本較高，但它比傳感器CMOS相機(jī)具有更好的成像質(zhì)量、成像通透性、色彩豐富度等。

根據(jù)CCD感光元件的不同，CCD相機(jī)可分為線陣和面陣兩大類(lèi)。

線掃描相機(jī)具有“線”的形狀，圖像信息只能以高分辨率和快速的行為單位進(jìn)行處理。主要應(yīng)用于工業(yè)、醫(yī)療、科研等領(lǐng)域。

4.圖像采集單元

圖像采集單元中最重要的部件是圖像采集卡，它是圖像采集單元和圖像處理單元之間的接口。用于將采集到的圖像數(shù)字化，輸入并存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中。

5、圖像處理單元

它包含了大量的圖像處理算法。獲得圖像后，利用這些算法對(duì)數(shù)字圖像進(jìn)行處理、分析計(jì)算并輸出結(jié)果。

6.執(zhí)行器及人機(jī)界面

完成圖像采集和處理后，需要輸出圖像處理的結(jié)果