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机器视觉系统的构成及涵盖领域有哪些

作者:    发布时间:2025-07-06     浏览次数 :0


在现代自动化生产过程中,机器视觉系统已经开始慢慢取代人工视觉,尤其是在工况检测、成品检验、质量控制等领域,应用广泛,随着工业4.0时代的到来,这一趋势更是不可逆转。下面无锡精质跟大家聊聊,机器视觉系统的构成及其涵盖领域。

  1、机器视觉系统的构成

  一个完整的机器视觉系统一般由光学系统(光源、镜头、工业相机)、图像采集单元、图像处理单元、执行机构及人机界面等模块组成,所有功能模块相辅相成,缺一不可。

  1. 照明(光源)

  照明是影响机器视觉系统输入的重要因素,光源系统的设计至关重要,直接关系到输入数据,即图像的质量和应用效果。

  工程师需根据用户需求和产品特性,首先确定有效的照明条件,选择相应的照明装置,才能确保在此光照条件下生成的图像能突显出用户需要的目标信息特征。

  光源一般分为可见光源和不可见光源,工业上常用的可见光源有LED、卤素灯、荧光灯等不可见光源主要为近红外光、紫外光、X射线等。

  LED光源是目前运用多的机器视觉光源,它具有效率高、寿命长、防潮抗震、节能环保等特点,是工程师在设计照明系统时的佳选择。

  不可见光源主要用来应对一些特定的需求,如管道焊接工艺的检测,由于不可见光的可穿透性,才能到达检测点。



  2. 镜头

  镜头是机器视觉系统中的重要组件,其作用是光学成像。

  镜头的主要参数有焦距、景深(DOF,Depth of Field)、分辨率、工作距离、视场(FOV,Field of View)等。

  景深,是指镜头能够获得佳图像时,被摄物体离此佳焦点前后的距离范围。

  视场,表示摄像头所能观测到的大范围,通常以角度表示,一般说来,视场越大,观测范围越大。

  工作距离,是指镜头到被摄物体的距离,工作距离越长,成本越高。

  在设计机器视觉系统时,要选择参数与用户需求相匹配的镜头。

  3. 工业相机

  在机器视觉系统中工业相机必不可少,它就像人眼一样,用来捕获图像。相机按其感光器的不同,可分为:CCD相机CMOS 相机。

  CCD&mdashCharge Coupled Device

  CMOS &mdashComplementary MetalOxide Semiconductor

  CCD相机的成本较高,但成像品质、成像通透性、色彩的丰富性等较CMOS相机出色很多。CCD相机按其使用的CCD感光元件可分为线阵式和面阵式两大类。

  线阵相机,是呈线状的,对图像的信息只能以行为单位进行处理,分辨率高,速度快,主要应用于工业、医疗、科研等领域中,相配套的机器视觉系统上。

  面阵式相机则一次可以获得整幅图像的信息,价格相对便宜。

  4. 图像采集单元

  图像采集单元中重要的元件是图像采集卡,它是图像采集单元与图像处理单元的接口,用来将采集到的图像进行数字化,并输入、存储到计算机中。

  图像处理单元包含大量图像处理算法。在取得图像后,用这些算法对数字图像进行处理,分析计算,并输出结果。

  5. 执行机构与人机界面

  在完成图像采集和处理工作之后,需要将图像处理的结果输出,并做出与结果相匹配的动作,如剔废、报警等,并通过人机界面显示生产信息。



  2、机器视觉系统涵盖哪些领域

  一个机器视觉系统是由不同的功能模块共同组成,设计出一个成功的机器视觉系统,对工程师要求很高。

  一般来说,机器视觉所涵盖的专业领域如下:

  1. 电气工程:用于机器视觉系统中硬件和软件的设计。

  2. 工程数学:图像处理技术的基础。

  3. 物理:照明系统设计的基础。

  4. 机械工程:机器视觉系统广泛的应用。好的机器视觉系统能更好地为制造业提供更多有利于提高产品质量和生产效率的技术支持。

  无锡精质是一家集机器视觉检测设备研发、制造、销售于一体的企业,拥有70多名机器视觉系统高级研发人员及工业自动化工程师组成强大的研发团队,致力为生产制造业提供专业的机器视觉检测方案。
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