机器视觉在线检测详解

1、VSOIt CK Vision Software (DongGuaii)CoLtd«创科怨件东羌市创科视蒐做件韦限公司广东省东莞市莞城区莞太路 34号东莞市创意产业中心园区 8座502Unit 502, Building 8, Creative Industry Center Park, No. 34 Guantai Road, Guancheng District, Dong Guan 523000, P.R.China机器视觉在线检测详解机器视觉的一个重要应用就是进行在线检测。这个与物体静止时的视觉检测系统不同，最起码图像摄取的速度要足够快才行，不然就不可能在被测物体运动时获取足

2、够清晰的图像，再一个就是机器视觉软件的图像处理能力也要足够强， 分析判断周期要够短，不然等反应过来了，产品可能都已经走出次品剔除系统的工作范围了。这样的机器视觉在线检测就是不合格的。1机器视觉在线检测的基本原理基于机器视觉的在线检测系统的基本原理：首先通过视觉传感器获取高速流水 线上运动待检测物体图像，图像传送到计算机后，计算机调用专用的图像处理 软件来对检测物体进行检测、测量、分析、判断。多功能检测实验平台的硬件 结构如图1所示，机器视觉在线检测系统的基本模块包括：传动装置、专用 LED光源、图像采集模块、电气控制模块。2多功能检测实验平台运动控制部分设计在这套系统中，运动控制部分选用工业P

3、C+运动控制卡+步进电机的控制模式。运动控制卡是步进电机公司的MPC01。它配备了许多功能强大、内容丰富的运动控制软件工具和函数库。MPC01运动函数库用于二次开发，用户只要用C/C+或Visual Basic等编制所需的用户界面程序，并把它与MPC01 运动库链接起来，就可以开发出自己的控制系统。3 专用 LED 光源 光源对图像质量的影响是至关重要的， 考虑到本套试验平台将要进行各种物品 的检测实验， 开发设计了多种专用 LED 照明方案以适应各种不同的待检物体。 直环型用于各种具有稳定照度和清晰图像的工件； 狭角型用于各种透明工件或 低对比度工件；棒型用于透明、光滑、镀金表面；圆顶型用于

4、不平整或弯曲的 表面检测， 金属包片上的印刷字体或弯曲表面的孔穴； 背光型用于透明材料或 液体的检测；同轴型用于光滑、电镀、低反射表面。4 高速图像采集系统 图像采集部分将完成流水线上的运动图像获取， 采集图像质量的好坏将直接影 响整个检测效率。 图像采集部分主要由 CCD 摄像机完成。 CCD 摄像机摄取图 像信号， 由图像采集卡将图像信号采集进来。 本套实验装置选用两个方位的摄 像机对待检测物体进行检测， 一个俯拍位一个 侧拍位，对有 些待检测物体可以 进行多方位的检测。 摄像机采用的是 Pulnix 公司的 TM6703 ，采集卡选用 Matrox 公司的 Comora2。4.1 图像采

5、集卡Matrox Corona 是Matrox Graphics Inc.生产的图像控制器，可采集 隔行扫 描/逐行扫描的分量RGB信号和单/双路黑白模拟视频信号；3路10bit A /D转换器；24-bit RS-422 / LVDS数字接口 ；模拟情况下采集率达到30MHz ,RS-422数字模式下达25MHz , LVDS数字模式下达40MHz ;连接2个RGB或 6个模拟黑白 视频信号； 32-bit33MHz PCI 总线主模式； 扩展板上实时采 集存储；可同时 支持模拟 VGA 和独立的数字 VGA 或 TV 输出。4.2 CCD 摄像机Pul nix 公司的 TM6703 是 1

6、/ 2 英寸,648 X 484,快门速度为 1/ 60/ 32000s, 同时 带有异步重置功能。 当 VINIT 脉冲发生作用时，重置摄像机的 扫描清除 CCD。当在异步模式下和外部VINIT高电平信号的作用 下，异步功能将自动 被选择,信号读出会被禁止直到有 触发。 下面是摄像机 异步重置的 3种模式： （ 1）控制脉冲宽度的外部 VINIT ：快门速度由脉冲宽度来控制； （2）快速内部 触发模式： 当 VINIT 的下降沿和外部 HD 是一样的时 候,信号 抓取没有延时，否则，会有01HD的延时；（3）慢速内部触发模式：快门速度可以选择在1/250-1/2000s,如果VINIT 和外

7、部 HD 的下降沿相 同,并且启动了积分充电,在 VINIT 下降沿摄像机放 电。 输出延时取决于选择的快门速度。4.3 摄像机和采集卡的配合两个摄像机的 输出信号都通过RS232C串口控制与采集卡传送数 据。Matrox 公司的采集卡 根据不同的摄像机 输入都有专门的 DCF 配置文件。摄像 机的配置模式有硬件 触发、软件 触发和连续采集 3 种模式。 为了提高 CPU 的 利用效率, 在每个检测位 安置了一个光电传感器, 当被检测物经过时 触发光电 传感器,光电传感器的 输出信号作 为摄像机的 外部触发信号触发摄像机采集一 桢图像。在这种模式 下摄像机的 DCF 配置文件中将触发模式设置

8、为：硬件触 发。这样在有物体经过摄像机的时 候摄像机才 触发采集, 没有物体经过的时 候 处于等待 状态 。5 视觉软件开发东莞创科视觉软件的库函数可以很方便的在 VC 下进行软件二次开发。 利用创科视觉软件库函数首先分配一个应用对 象( Application )，相当于创建 图像处理的控制和执行环境。在应用对象下可以建立多个系统，每个系统下可 以建立多个数 据缓存(Data Buffer)、数字 转化器(Digitizer)和数据显示(Display、。将图像文件读入数据缓存，缓存赋值给 数组，通过对数组的处理 即可实现对图像的处理。图像数据与显示数据关联后，就可以显示在制定的控 件或窗体上。6 在线检测平台的工作流程首先，软件通过串口给 PLC 发送指令启动流水线；待检测物品 放置在流水线 上，进入检测机柜触发摄像机光电传感器。由于采集卡工作在外部触发的模式 下，当光电传感器被触发后，所输出的光电脉冲信号传送至图像采集卡，图像 采集卡采集一桢图像，送至 Buffer 里面，至此已完成了图像的采集工作。然后， 图像处理软件读取 Buffer 里面的数据进行显示、计算、判断等工作，检测待检 测物品是否合格。不合格物品将触发剔除装置，将其从流水线上剔除。7 尾声因为工业产品检测有着很多不同的地方，所以在构建机器视觉在线检测时所选 用的