【机器视觉硬件组成系统分析概述2000字】

机器视觉硬件组成系统分析概述 1 11.2工业相机 2 3 51.5各组件的物理空间 51.1机器视觉硬件的组成图1.1所示是一套典型机器视觉检测系统的硬件：①工业相机、②工业镜头、工业镜头光源工业控制计算机①工业相机相机的作用是采集产品的图像，并将采集到的图像以电信号的形式发送给工业控制计算机。1969年，维拉●波义耳及乔治·史密斯发明了ChargeCoupledDevice,简称CCD。CCD是一种半导体的器件，能够把光学影像转化为电流信号。它具有运行速度快、检测精度高、可靠性好、功耗小、体积小方便携带、操作简便等优点，所以在工业领域工业相机的应用非常普遍。②工业镜头镜头的作用是将待检测产品的影像在图像传感器上呈现出来。在使用时，相机必须要搭配镜头，如果没有工业镜头，工业相机获取的影像只有黑色或白色的阴影。镜头的参数直接影响了整个视觉系统的稳定性，选取合适的工业镜头，也是机器视觉系统设计的重要环节。③光源光源的主要作用是能够提供光照亮度，来打亮待检测的工件。良好的光源能够清晰的把需检测的工件和背景颜色分离出来，形成鲜明的对比，使得工件的轮廓在相机的成像中更加明显，从而使图像处理的计算简单化。打光的好坏，直接影响了相机图像采集的效果，只有合适的光源才能获得高质量的图像。光源的正确选择，也会给后期的算法平台带来简便。④光源控制器光源控制器在机器视觉检测系统中是给光源提供电能，控制光源的照明状态(亮\灭)以及调节光源的亮度，可调范围为0到255,也可以通过I/O信号来控制光源控制器以实现光源的频闪效果，从而延长光源的使用寿命。⑤工业控制计算机工业控制计算机简称工控机，是专门为工业控制而设计的计算机。它的扩展接口、串□以及USB□等。工业相机通过Gige或USB接□与工控机连接，将采集到的图像在算法平台上呈现出来。工业相机的合适选择对于整个视觉检测系统来说是十分重要的，是机器视觉系统的核心部分，工业相机的参数直接影响了视觉检测的结果。相机的选型从分辨率、成像颜色、快门形式、电气特性等方面考虑。相机每次拍摄获取到的细节度称之为分辨率，用像素来衡量，即图像宽度和高度像素数的乘积。相机型号按成像颜色可分为黑白和彩色两类，本文所研究的目标产品与成像颜色无关，故选黑白相机即可。相机的快门方式有两种，一种是卷帘式，用于静态拍摄；另一种是全局式，用于动态拍摄，本文检测时产品是处于静止的，选卷帘式即可满足检测要求。当前，千兆网协议稳定，传输速度也快，所有本系统选千兆以太网的工业相机。检测精度的计算公式为：文所要求的银触头定位精度要达到0.08mm,拍摄视野约为260mm×150mm,由此可推算，相机分辨率为3250×1875,故本项目选取的相机分辨率至少600万像素，为了提高精度，一般选取更高一级像素的相机。通过综合分析，本视觉系统选用的工业相机为MV-CE100-31GM,如图1.2所示。详细参数如表1.1所示。分辨率数据接□供电软件像元尺寸CMOS卷帘黑白1.3工业镜头焦距是镜头选型的重要参数，利用相机的成像原理计算出镜头的焦距大小。图1.3是相机的成像原理。芯片尺寸视角图1.3相机的成像原理镜头的芯片尺寸计算公式为：其中Sensorw和Sensorh分别是镜头芯片的宽和高(mm),p尺寸，L为物距，Pw和P₆分别为相机的宽度和高度分辨率。已知工业相机的像元尺寸为1.67μm,分辨率为3840×2748,物距是800mm,代入公式(1.2)得：本文存放产品的供料盘大小为210×120mm,所以拍摄视野要略大于210mm,取260mm,代入公式(1.3)得：可得最小需要25mm焦距的镜头，目前标准的镜头焦距有16mm、25mm、如图1.4所示。详细参数如表1.2所示。像面尺寸最近摄距外形尺寸工作温度1.4光源度选择300mm长的条形光源，型号为JL-LR-300×20,如图1.5所示。1.5各组件的物理空间1.6所示。根据现场实际要求决定工作距离为800mm;镜头通过C-Mount接口形亮整个柔性供料盘，两条光源的