一、機(jī)器視覺系統(tǒng)的構(gòu)成

一個典型的工業(yè)機(jī)器視覺系統(tǒng)主要包括以下幾個組成部分：

光源：用于照亮被檢測物體，提高圖像的對比度。

鏡頭：用于聚焦光線，形成清晰的圖像。

相機(jī)（包括CCD相機(jī)和CMOS相機(jī)）：用于捕捉圖像。

圖像處理單元（或圖像捕獲卡）：用于將圖像數(shù)據(jù)傳輸?shù)接嬎銠C(jī)。

圖像處理軟件：用于對圖像進(jìn)行處理和分析。

監(jiān)視器：用于顯示處理結(jié)果。

通訊/輸入輸出單元：用于與其他設(shè)備進(jìn)行通信和控制。

這些組件協(xié)同工作，完成從圖像獲取到圖像處理的整個過程。

二、機(jī)器視覺系統(tǒng)的工作過程

觸發(fā)脈沖：當(dāng)傳感器檢測到被檢測物體接近攝像機(jī)的拍攝中心時，會發(fā)送一個觸發(fā)脈沖給圖像采集卡。

啟動脈沖：圖像采集卡根據(jù)預(yù)設(shè)的程序和延時，發(fā)送啟動脈沖給照明系統(tǒng)和攝像機(jī)。

攝像機(jī)拍照：攝像機(jī)接收到啟動脈沖后，結(jié)束當(dāng)前的拍照，重新開始新的拍照。在啟動脈沖到來前，攝像機(jī)處于等待狀態(tài)；檢測到啟動脈沖后，攝像機(jī)打開曝光構(gòu)件，開始拍照。

光源開啟：另一個啟動脈沖發(fā)送給光源，光源的打開時間需要與攝像機(jī)的曝光時間匹配。

圖像采集：攝像機(jī)掃描并輸出一幅圖像，圖像采集卡接收信號并通過A/D轉(zhuǎn)換將模擬信號數(shù)字化，或者直接接收攝像機(jī)數(shù)字化后的數(shù)字視頻數(shù)據(jù)。

圖像存儲：圖像采集卡將數(shù)字圖像存儲在計算機(jī)的內(nèi)存中。

圖像處理與分析：計算機(jī)對圖像進(jìn)行處理、分析和識別，獲得檢測結(jié)果。

控制動作：處理結(jié)果用于控制流水線的動作、進(jìn)行定位、糾正運(yùn)動的誤差等。

機(jī)器視覺的基本功能

機(jī)器視覺的基本功能主要包括以下幾個方面：

視覺檢測：

檢測生產(chǎn)線上產(chǎn)品是否有質(zhì)量問題，這是機(jī)器視覺應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域之一。例如，電子行業(yè)的半導(dǎo)體晶圓檢測、制造業(yè)的表面劃痕檢測、汽車行業(yè)的面板印刷質(zhì)量檢測、印刷行業(yè)的色差檢測、醫(yī)療行業(yè)的藥瓶封裝缺陷檢測、食品行業(yè)的外觀封裝檢測等。

視覺識別：

識別利用機(jī)器視覺定位對圖像進(jìn)行處理、分析和理解，以識別各種不同模式的目標(biāo)和對象。可以達(dá)到數(shù)據(jù)的追溯和采集，在汽車零部件、食品、藥品等領(lǐng)域應(yīng)用較多。

視覺定位：

定位視覺定位要求機(jī)器視覺系統(tǒng)能夠快速準(zhǔn)確地找到被測零件并確認(rèn)其位置，引導(dǎo)機(jī)械手臂準(zhǔn)確抓取。例如，在半導(dǎo)體封裝領(lǐng)域，設(shè)備需要根據(jù)機(jī)器視覺取得的芯片位置信息調(diào)整拾取頭，準(zhǔn)確拾取芯片并進(jìn)行綁定。

測量：

通過對圖像的處理和分析，測量目標(biāo)的尺寸、方位、光譜結(jié)構(gòu)等信息，用于產(chǎn)品的檢驗(yàn)、分類與分組、裝配線上的機(jī)械手運(yùn)動引導(dǎo)、零部件的識別與定位、生產(chǎn)過程中質(zhì)量監(jiān)控與過程反饋等任務(wù)。

這些功能使得機(jī)器視覺在工業(yè)自動化、質(zhì)量檢測、智能監(jiān)控等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，極大地提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。