機器視覺

機器視覺已經(jīng)證明了它的價值在過去的十年里的工廠里。與數(shù)字設備一樣都進步了，包括改進的計算能力，減少物理尺寸，擴展功能和簡化操作等。

機器視覺通常被理解為意味著在制造環(huán)境中的產(chǎn)品的自動化、在線實時檢測。機器視覺系統(tǒng)是一個視覺系統(tǒng)的物理配置和軟件定制工廠使用的產(chǎn)品特性、缺陷檢測、測量、和產(chǎn)品功能或代碼識別。

機器視覺的進步，與大多數(shù)的數(shù)字系統(tǒng)，是由于顯著增加，計算機處理能力，減少物理量，傳感器像素的性能和數(shù)量的傳感器，嵌入式軟件的性能和操作簡單的像素的改善。由于機器視覺已經(jīng)證明了它的實用性多年來，性能，速度和通信的進步，現(xiàn)在往往是增量。

機器視覺系統(tǒng)的功能類似于數(shù)碼相機：它們都需要照明，聚光組件（通常是一個鏡頭）、光電轉換器、傳感器、快門和微處理器的軟件處理，圖像增強和控制光電存儲通信功能。設置和操作可以簡化在兩個機器視覺和數(shù)碼相機通過使用標準的應用程序特定的軟件選項，但這可能會導致不太靈活的特殊需求。這些選項確實解決了許多常見的問題，但是，如果選項滿足當前和預計的需求，則應該使用這些選項。

機器視覺系統(tǒng)和數(shù)碼相機可以使用普通的配件增強圖像，如顏色傳感器、濾波器、偏振片、光學纖維和軟件選項。都可以有電氣/電纜連接到外部組件，如計算機和顯示器。視覺系統(tǒng)往往有硬件和軟件的輸出控制和系統(tǒng)范圍內(nèi)的通信。都有提供更高和更低的性能系統(tǒng)的模型。

特殊光學通常應用在定制的機器視覺系統(tǒng)，因為一個應用程序的獨特的要求，因為需要的光學專業(yè)知識。

光學的臨界性質，通常被稱為光照，以獲得更簡單，更快，更可靠的結果進行了討論，因為它的重要性和越來越多的使用。

 

光學：照明和光收集組件

光學檢查要求，最好的可能的光學對比度獲得感興趣的情況下，具有顯著的約束。

缺陷往往需要檢測和尺寸測量對雜亂的光學領域，大景深和產(chǎn)品特征如顏色和表面粗糙度，可以接受的變化。

簡單的應用特殊的光學技術，除了基本的照明，如均勻和暗視場照明，可以提高檢測靈敏度，可靠性，速度，并減少硬件和軟件的需求。

應用光學技術處理在光照射傳感器之前的信息攜帶的光。

 

特殊的光學圖像處理技術包括：

光學空間濾波

結構化照明

誘導的光學特性

形和隨機光纖束

遠心鏡頭

差分檢測

波前編碼

 

對于用于制造集成電路的集成電路和用于制造集成電路的光刻掩模的缺陷的檢測，光學空間濾波可以被用來消除從圖像的集成電路信息，并顯示在檢測到的圖像的唯一的缺陷。

圖像的同一個區(qū)域，在光學圖像處理之前和之后，可以比較與相同的相機設置和軟件用于兩個圖像。對于上線使用，相對較低的分辨率的傳感器與數(shù)字閾值后，可以使用光學成像處理。

在復雜的檢測系統(tǒng)，包括光學和雷達的專家，一般認為，從第一階段的任何檢測系統(tǒng)中獲得的信息的質量可以開發(fā)一個更簡單，更快，更敏感和更可靠的系統(tǒng)是至關重要的。在機器視覺系統(tǒng)中的第一階段是利用對象或感興趣的對象的光學性質的光學系統(tǒng)。

通過填寫在圖形屏幕上所需的要求，而不是編寫和測試軟件代碼，軟件開發(fā)時間減少。

利用光的變化

通過利用產(chǎn)品的材料的光學變化，結構和處理，以提高信號的信噪比或光學對比度，可以通過光學獲得高的信噪比。感興趣的樣品本身是一個光學元件。

 

四產(chǎn)品屬性，分別或在一起，可以用來改善從背景干擾的功能的歧視（或S / N）：

幾何

光譜特性

極化

誘導的光學特性

 

考慮這些例子：

光學空間濾波可以利用不同特征的形狀或幾何形狀改變由半導體晶片或光掩模目標反射或透射的光的分布。如果光分布沒有改變，那么由相機收集的光將不會改變從與目標的相互作用，使沒有成像。

熱處理和劃痕，可以導致在表面材料的變化，提供一個光譜手段檢測未退火的面積和表面損傷。

在固體中的分子的排列，如在一些擠壓材料的處理，結果在通過材料傳輸?shù)墓獾钠瘛?/span>

不同的壓力在汽車輪胎的結果在地下分層面膨脹的變化。然后通過光學比較相同的光場在不同的壓力下，可以檢測到的誘導的表面變化。

LED性能的改進已越來越多地應用于相機和照明制造商。攝像機或單獨的單位的LED單元提供由中央處理單元（中央處理器）控制的照明。這減少了系統(tǒng)所需的物理空間，并簡化了光照控制 。

 

集成系統(tǒng)和智能相機

機器視覺系統(tǒng)的范圍從小型、集成單元（智能相機）電腦控制單元與圖像采集卡高速多處理器系統(tǒng)。

在高端，改進包括增強的通信能力已宣布在最近幾個月，允許使用以太網(wǎng)，PC，機器人和現(xiàn)場總線系統(tǒng)的數(shù)據(jù)和圖像傳輸?shù)揭粋€企業(yè)文件服務器或顯示為運營商使用。

戲劇性的變化也已在小的集成單元，也被稱為智能相機，包括鏡頭和相機功能的基本的相機控制速度和曝光，微處理器，軟件，數(shù)據(jù)和控制硬件的溝通手段，有時集成光源，通常為一個LED陣列。

一系列的功能是可與這些智能相機，和傳感器是可用的顏色，以及黑色和白色。1200像素/英寸1電荷耦合器件（CCD）可用1600個智能相機在15幀的操作，在2009的夏天宣布；這允許更高的分辨率和大視場的每幀不犧牲分辨率。

智能相機比想象的要小。單位是從不同的制造商提供的尺寸小，30，60，30毫米和44，44，39毫米，然后添加一個鏡頭。

有持續(xù)的公告更好的功能，在傳感器功能，軟件應用，通信和照明選項。

 

CCD與CMOS傳感器

CCD和互補金屬氧化物半導體（CMOS）傳感器是兩個領先的多像素的硅傳感器，在線性和面積陣列。雙方都在繼續(xù)看到性能和降低成本的改進。的選擇通常取決于他們的規(guī)格和具體的需求。CMOS的性能有所提高，他們是最普通的手機。

從個人的CMOS像素信號被輸出使用，而所有的CCD像素之前需要從每個像素的信號可以進行閱讀，他們提供更快的數(shù)據(jù)采集時的利益有限的區(qū)域是足夠的一個特定的應用程序。

CCD被選擇的傳感器由于其較低的噪音水平和更均勻的響應在傳感器。

 

軟件

生成軟件，適用于新的情況下，往往是一個耗時的操作。圖形和視覺輔助程序的程序已經(jīng)發(fā)展到允許運營商和系統(tǒng)集成商開發(fā)程序，通過使用圖形，選擇應用程序，并點擊工具箱菜單。程序是可重復使用的其他應用程序。

與一些視覺系統(tǒng)，腳本系統(tǒng)允許一個序列的步驟，自動記錄由鼠標控制的手動操作。然后，該序列可以被用于一個自動化系統(tǒng)的程序中。該程序可以輔以軟件程序從軟件工具箱和軟件完全兼容的腳本代碼庫。這使得軟件開發(fā)展現(xiàn)得如同虛擬模型一樣。

機器視覺已經(jīng)證明了它的價值在過去的十年里的工廠。與數(shù)字設備，進步往往包括提高計算能力，內(nèi)存，通信和與其他單位的兼容性，在生產(chǎn)線，減少物理尺寸，擴大功能和簡化操作。

光學技術的應用，以增加S / N比或歧視，導致可靠性，靈敏度和線速度的改善，正在增加。

此外，更多的努力被施加在轉向專業(yè)化的系統(tǒng)，需要調(diào)整為更容易自動化單元。更簡單的機器視覺系統(tǒng)和通信和生產(chǎn)控制單元之間的互操作性越來越多地被提供。

 

技術提示

機器視覺系統(tǒng)集成單位小范圍，或智能相機，電腦控制單元與圖像采集卡、高速多處理器系統(tǒng)。

在高端，最近的改進包括增強的通信能力，允許使用以太網(wǎng)，PC，機器人和現(xiàn)場總線系統(tǒng)的數(shù)據(jù)和圖像傳輸?shù)揭粋€企業(yè)文件服務器或顯示為運營商使用。

變化也有小型一體化單位取得，也稱為智能相機，包括鏡頭與相機功能的基本相機來控制速度和曝光，微處理器和軟件。