一套完整的機(jī)器視覺系統(tǒng),都包含哪些硬件?
視覺是人類觀察和認(rèn)知世界的重要手段。隨著信息技術(shù)的發(fā)展,人類逐漸把這種技能賦予計(jì)算機(jī)、機(jī)器人或者其他智能機(jī)器,這就是我們今天所要提到的機(jī)器視覺技術(shù)。
目前機(jī)器視覺技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品化、實(shí)用化,鏡頭、高速相機(jī)、光源、圖像軟件、圖像采集卡、視覺處理器等相關(guān)產(chǎn)品功能日益完善。機(jī)器視覺技術(shù)在信息化時(shí)代正扮演著越來越重要的角色。
與計(jì)算機(jī)視覺相比,機(jī)器視覺偏重于計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)工程化,能夠自動獲取和分析特定的圖像,對準(zhǔn)確度和處理速度要求都比較高,一般而言,計(jì)算機(jī)視覺多用來識別“人”,而機(jī)器視覺則多用來識別“物”。
具體來講,計(jì)算機(jī)視覺應(yīng)用的場景相對復(fù)雜,要識別的物體類型也多,形狀不規(guī)則、規(guī)律性不強(qiáng),有時(shí)甚至很難用客觀量作為是被的依據(jù),比如識別年齡、性別,對于光線、距離、角度等條件要求較低;而對準(zhǔn)確度和處理速度要求都比較高,一般機(jī)器視覺的分辨率遠(yuǎn)高于計(jì)算機(jī)視覺,而且往往要求實(shí)時(shí),處理速度非常關(guān)鍵。
那么一個典型的機(jī)器視覺系統(tǒng)應(yīng)該包括哪些硬件呢?
一個典型的機(jī)器視覺系統(tǒng)包括以下五大塊:
01
照明
照明是影響機(jī)器視覺系統(tǒng)輸入的重要因素,它直接影響輸入數(shù)據(jù)的質(zhì)量和應(yīng)用效果。由于沒有通用的機(jī)器視覺光源照明設(shè)備,所以針對每個特定的應(yīng)用實(shí)例,要選擇相應(yīng)的照明裝置,已達(dá)到最佳效果。光源可分為可見光可不可見光。
02
鏡頭
工業(yè)鏡頭
FOV=所需分辨率*亞像素*相機(jī)尺寸/PRTM(零件測量公差比)
選擇鏡頭時(shí)應(yīng)注意:
①焦距 ②目標(biāo)高度 ③影像高度 ④放大倍數(shù) ⑤影像至目標(biāo)的距離 ⑥中心點(diǎn)/節(jié)點(diǎn) ⑦畸變
03
相機(jī)
按照不同的標(biāo)準(zhǔn)可分為:標(biāo)準(zhǔn)分辨率數(shù)字相機(jī)和模擬相機(jī)。要根據(jù)不同的實(shí)際應(yīng)用場合選擇不同的相機(jī)和高分辨率相機(jī):線掃描CCD和面陣CDD、單色相機(jī)和彩色相機(jī)。
04
圖像采集卡
圖像采集卡是完整的機(jī)器視覺系統(tǒng)的一個部件,但是它扮演的角色非常重要,圖像采集卡直接決定了攝像頭的接口:黑白、彩色、模擬、數(shù)字等。
05
視覺處理器
視覺處理器集采集卡與處理器與一體。以往計(jì)算機(jī)速度較慢時(shí),采用視覺處理器加快視覺處理任務(wù)?,F(xiàn)在由于采集卡可以快速傳輸圖像到存儲器,而且計(jì)算機(jī)也快很多,所以現(xiàn)在視覺處理器用的少了。
什么是機(jī)器視覺系統(tǒng)?
機(jī)器視覺系統(tǒng)是指通過機(jī)器視覺產(chǎn)品(即圖像獲取裝置,分為CMOS和CCD兩種)將被獲取目標(biāo)轉(zhuǎn)換成圖像信號,傳送給專用的圖像處理系統(tǒng),根據(jù)像素分布亮度、顏色等信息,轉(zhuǎn)變成數(shù)字化信號;圖像系統(tǒng)對這些信號進(jìn)行各種運(yùn)算來抽取目標(biāo)的特征,進(jìn)而根據(jù)判別的結(jié)果來控制現(xiàn)場的設(shè)備動作。
機(jī)器視覺的工作原理:
機(jī)器視覺檢測系統(tǒng)采用CCD照相機(jī)將被檢測的目標(biāo)轉(zhuǎn)換成圖像信號,傳送給專用的圖像處理系統(tǒng),根據(jù)像素分布和亮度、顏色等信息,轉(zhuǎn)變成數(shù)字化信號,圖像處理系統(tǒng)對這些信號進(jìn)行各種運(yùn)算來抽取目標(biāo)的特征,如面積、數(shù)量、位置、長度,再根據(jù)預(yù)設(shè)的允許度和其他條件輸出結(jié)果,包括尺寸、角度、個數(shù)、合格/不合格、有/無等,實(shí)現(xiàn)自動識別功能。
機(jī)器視覺與計(jì)算機(jī)視覺的區(qū)別?
計(jì)算機(jī)視覺,主要是對質(zhì)的分析,比如分類識別,這是一個杯子那是一條狗?;蛘咦錾矸荽_認(rèn),比如人臉識別,車牌識別?;蛘咦鲂袨榉治?,比如人員入侵,徘徊,遺留物,人群聚集等。
機(jī)器視覺,主要側(cè)重對量的分析,比如通過視覺去測量一個零件的直徑,一般來說,對準(zhǔn)確度要求很高。我記得以前接觸過一個需求: 視覺測量鐵路道岔缺口。哥剛畢業(yè)的時(shí)候在鐵路上班,做過控制系統(tǒng),還開過內(nèi)燃機(jī)車,很清楚道岔缺口的重要性,這玩意兒你說要是測不準(zhǔn),呵呵:)
當(dāng)然,也不能完全按質(zhì)或量一刀切,有些計(jì)算機(jī)視覺應(yīng)用也需要分析量,比如商場的人數(shù)統(tǒng)計(jì)。有些機(jī)器視覺也需要分析質(zhì),比如零件自動分揀。但,計(jì)算機(jī)視覺一般來說對量的要求不會很高,商場人數(shù)統(tǒng)計(jì)誤差個百分之幾死不了人的,但機(jī)器視覺真的會,比如那個道岔缺口測量。
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機(jī)器視覺系統(tǒng)
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