?機器視覺系統(tǒng)的一般構(gòu)架與組成

工業(yè)自動化推動了機器視覺技術(shù)的飛速發(fā)展，由于機器視覺系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，大部分人不太了解，但基本的模型構(gòu)架是一致的。根據(jù)信號的流動順序主要包括以下的模塊：

(1)光學(xué)成像模塊。

該模塊又可以分為照明系統(tǒng)設(shè)計和鏡頭光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計兩部分。

光照設(shè)計就是通過研究被測物體的光學(xué)特性、距離、物體大小、背景特性等，合理的設(shè)計光源的強度、顏色、均勻性、結(jié)構(gòu)、大小，并設(shè)計合理的光路，達到獲取目標(biāo)相關(guān)結(jié)構(gòu)信息的目的。

鏡頭是將物方空間信息投影到像方的主要部件。鏡頭的設(shè)計主要是根據(jù)檢測的光照條件和目標(biāo)特點選好鏡頭的焦距，光圈范圍。在確定了鏡頭的型號后，設(shè)計鏡頭的后端固定結(jié)構(gòu)。

(2)圖像傳感器模塊。

該模塊主要負(fù)責(zé)信息的光電轉(zhuǎn)換，位于鏡頭后端的像平面上。目前，將為主流的圖像傳感器可分為CCD(Charge-coupledDevice電荷耦合元件)與CMOS圖像傳感器兩類。因為是電信號的信源，所以良好穩(wěn)定的電路驅(qū)動是設(shè)計這一模塊的關(guān)鍵。

(3)圖像處理模塊。

該模塊是主要負(fù)責(zé)圖像的處理與信息參數(shù)的提出，可分為硬件結(jié)構(gòu)與軟件算法兩個層次。

硬件層一般是CPU為中心的電路系統(tǒng)?；赑C的機器視覺使用的是PC機的CPU與相關(guān)的外設(shè)；基于嵌入式系統(tǒng)的有獨立處理數(shù)據(jù)能力的智能相機依賴于板上的信息處理芯片如DSP、ARM、FPGA等。

軟件部分包括一個完整的圖像處理方案與決策方案，其中包括一系列的算法。在高級的圖像系統(tǒng)中，會集成數(shù)據(jù)算法庫，便于系統(tǒng)的移植與重用。當(dāng)算法庫較大時，通過圖形界面調(diào)用算法庫。

(4)IO模塊。

IO模塊是輸出機器視覺系統(tǒng)運算結(jié)果和數(shù)據(jù)的模塊?；赑C的機器視覺系統(tǒng)可將接口分為內(nèi)部接口與外部接口，內(nèi)部接口只要負(fù)責(zé)系統(tǒng)將信號傳到PC機的高速通訊口，外部接口完成系統(tǒng)與其他系統(tǒng)或用戶通訊和信息交換的功能。智能相機則一般利用通用IO與高速的以太網(wǎng)完成對應(yīng)的所有功能。

(5)顯示模塊。

顯示模塊可以認(rèn)為是一個特殊的用戶IO，他可以使用戶更為直觀的檢測系統(tǒng)的運行過程。基于PC的機器視覺系統(tǒng)中可以直接通過PCI總線將系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)斤@卡，并通過VGA接口傳到計算機屏幕上。獨立處理的智能相機通常則通過擴展液晶屏幕和圖像顯示控制芯片實現(xiàn)圖像的可視化。

以上五個模塊為機器視覺系統(tǒng)的基本核心組成部分。

審核編輯 ：李倩