-
-
手机阅读
不同类型的机器视觉系统
一般来说，有三种类别的机器视觉系统：1D、2D和3D。
1D视觉系统
1D视觉每次分析一条扫描线的数字信号，而不是马上查看整个图像，如评估最新采集的10 条扫描线组与先前采集的扫描线组之间的差异。如下面的图1所示，这种技术通常用于在连续制造流程中检测所生产的材料(如纸张、金属、塑料和其他非纺织片材或卷材)是否存在缺陷，并对缺陷进行分类。
2D视觉系统
大多数常见的检测相机执行的都是面阵扫描，如下面的图2所示，需要采集不同分辨率的 2D快照。另一种类型的2D机器视觉执行的也是线扫描，如下面的图3所示，通过线扫描创建一个2D图像。
面阵扫描与线扫描
在某些应用中，相比面阵扫描系统，线扫描系统具有特定的优势。举例来说，检测圆形或柱形元件时，可能需要使用多台面阵扫描相机，才能覆盖到元件的整个表面。但如果我们将元件置于一台线扫描相机前面，然后旋转元件，通过这种方式将图像展开，我们可以采集到整个表面的图像。而且，线扫描相机也更容易安装到狭小的应用空间，举例来说，在相机必须通过输送带上的滚轴来查看元件底部的情况下。另外，相比传统相机，线扫描系统通常也能够提供高得多的分辨率。由于线扫描系统需要元件进行运动来创建图像，它们通常非常适合用于检测处于连续运动状态的产品。
3D系统
3D机器视觉系统通常由多台相机或者一台或多台激光位移传感器组成。在机器人引导应用中，由多台相机组成的3D视觉系统能够向机器人提供元件方位信息。这类系统需要将多台相机安装在不同的位置，在3D空间内，在物品位置上对物品形成“三角”包围状态。
相比之下，3D激光位移传感器应用通常包含表面检测和体积测量，仅使用一台相机就可以提供3D检测结果。通过物品上反射的激光位置位移来生成高度图。与线扫描技术相似的是，使用这种技术时，必须移动物品或相机，才能扫描到整个产品。位移传感器配备有已标定的位移激光器，能够测量表面高度和平面等参数，并且可达到20μm级精度。上面的图6显示的是一台3D激光位移传感器，正在检测刹车片表面是否存在缺陷。
机器视觉平台
机器视觉可以通过不同的物理平台来实施，包括基于PC的系统、专为3D和多相机2D应用设计的视觉控制器、独立式视觉系统、简单的视觉传感器以及基于图像的读码器。要选择合适的机器视觉平台，通常取决于应用需求，包括开发环境、功能、架构和成本。
基于PC的机器视觉
基于PC的系统能够轻松地与直连式相机或图像采集板连接，并且提供各种可配置的机器视觉应用软件支持。另外，PC还提供众多自定义代码开发选项，使用的是用户熟悉且支持度很高的语言，如Visual C/C++、Visual Basic和Java，以及图形编程环境。但应用开发通常比较复杂，往往需要较长的时间，因此，这种平台通常局限于大型安装应用，吸引的大多是高级机器视觉用户和编程人员。
视觉控制器
视觉控制器能够提供基于PC的系统所提供的所有性能强大性和灵活性优势，但比基于PC的系统更加能够承受严苛工厂环境的考验。视觉控制器让用户能够更轻松地配置3D和多相机 2D应用，通常可能是一次性任务，而开发所需的时间和成本也比较合理。这让用户能够以非常经济实惠的方式配置更为复杂的应用。
独立式视觉系统
独立式视觉系统不仅价格经济实惠，而且能够快速、轻松地完成配置。这类系统配备有相机传感器、处理器和通信套件，是一种全面的视觉系统。这类系统中有些还集成了光源和自动对焦光学元件。在许多情况下，这类系统不仅体积小巧，而且价格实惠，确保用户能够安装在整个工厂车间。通过在关键流程位置安装独立式视觉系统，用户可以在生产流程中及时检测到缺陷，并且更快速地识别设备问题。这类系统大多提供内置以太网通信模块，这让用户不仅能够在整个生产流程中安装视觉系统，而且能够将两套或多套系统连接到一个可管理、可扩展的视觉区域网络中，在该网络中，数据可以在不同的系统之间交换，并由一台主机进行管理。另外，视觉系统网络还可以轻松向上连接到工厂和企业网络，从而让工厂车间内任何具备TCP/IP通信功能的工作站都能够远程查看视觉检测结果、图像、统计数据以及其他信息。这类系统提供可配置的环境，并提供轻松引导的设置步骤或者更高级的编程或脚本功能。一些独立式视觉系统提供两种开发环境，确保用户通过附加功能能够轻松完成设置，并提供编程和脚本灵活性，让用户能够更好地控制系统配置，以及处理视觉应用数据。
视觉传感器和基于图像的读码器
视觉传感器和基于图像的读码器通常无需编程，并且提供方便用户使用的界面。这类系统大多能够与任何机器轻松集成，以提供单点检测及专门的处理，同时还提供内置以太网通信模块，确保在整个工厂内实现网络化。
结论
机器视觉通过从数字图像中自动提取信息，来帮助用户实现流程或质量控制。现在，大多数制造商都以自动化机器视觉取代了人工检验员，因为机器视觉更适合执行各种重复性检测任务，它不仅能够连续工作，还可以更快速地提供更客观的检测结果。机器视觉每分钟能够检测数百个甚至数千个元件，并提供更一致、更可靠的检测结果，而且能够全天候不间断地运行。
在如今的制造领域中，最常见的机器视觉应用包括测量、计数、定位和解码。制造商采用机器视觉可以减少缺陷、提高成品率、促进标准化以及跟踪元件，从而能够显著节省成本和提高利润率。