工業(yè)機(jī)器人視覺(jué)與傳感技術(shù) 習(xí)題及答案匯 李成春 ch01-ch12

單元一視覺(jué)檢測(cè)與傳感器的基本知識(shí)簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述傳感器的特性。傳感器的特性是指?jìng)鞲衅鞯妮斎肓亢洼敵隽恐g的對(duì)應(yīng)關(guān)系。通常把傳感器的特性分為兩種:靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性。靜態(tài)特性是指輸入不隨時(shí)間變化的特性，它表示傳感器在被測(cè)量各個(gè)值處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)輸入與輸出的關(guān)系。動(dòng)態(tài)特性是指輸入隨時(shí)間而變化的特性，它表示傳感器對(duì)隨時(shí)間變化的輸入量的響應(yīng)特性。2.簡(jiǎn)述傳感器的動(dòng)態(tài)特性。傳感器的動(dòng)態(tài)特性是指?jìng)鞲衅髟趧?dòng)態(tài)激勵(lì)(輸入)時(shí)的響應(yīng)(輸出)特性，即其輸出隨時(shí)變輸入的響應(yīng)特性。對(duì)于理想的傳感器來(lái)說(shuō)，輸出信號(hào)與輸入信號(hào)具有相同的時(shí)間函數(shù)。但實(shí)際情況是，傳感器的輸出信號(hào)一般不會(huì)與輸入信號(hào)具有完全相同的時(shí)間函數(shù)，輸出與輸入間的誤差就是所謂的動(dòng)態(tài)誤差。一個(gè)動(dòng)態(tài)性能好的傳感器，不僅可以精確反映傳感器輸入信號(hào)的幅值大小，而且還能反映輸入信號(hào)相位的變化。3.簡(jiǎn)述機(jī)器視覺(jué)的應(yīng)用。(1)引導(dǎo)和定位；(2)外觀檢測(cè)；(3)高精度測(cè)；(4)識(shí)別。單元二電阻式傳感器簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述電阻應(yīng)變片的應(yīng)用。測(cè)力或荷重；測(cè)壓力；測(cè)量加速度。2.簡(jiǎn)述測(cè)量溫度的熱電阻的特性。電阻值與溫度變化具有良好的線性關(guān)系;電阻溫度系數(shù)大，便于測(cè)量;電阻率高，熱容量小，反應(yīng)速度快;在測(cè)量范圍內(nèi)具有穩(wěn)定的物理和化學(xué)性質(zhì);電阻材料純，易加工，價(jià)格便宜。3.簡(jiǎn)述熱敏電阻的工作原理及特性。熱敏電阻是利用半導(dǎo)體的電阻隨溫度變化的特性制成的測(cè)溫元件。其電阻率溫度系數(shù)大，是金屬材料的10~100倍，因此其靈敏度高。單元三電容式傳感器簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述電容式傳感器的定義。電容式傳感器是把被測(cè)量轉(zhuǎn)換為電容量的一種傳感器。電容式傳感器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、靈敏度高、動(dòng)態(tài)響應(yīng)好、適應(yīng)性強(qiáng)、抗過(guò)載能力大及價(jià)格便宜等特點(diǎn)，能夠用來(lái)測(cè)量力、壓力、位移、振動(dòng)、液位等參數(shù)。但電容式傳感器存在泄漏電阻和非線性等缺點(diǎn)，這給它的應(yīng)用帶來(lái)了一定的局限性。2.簡(jiǎn)述變介質(zhì)型電容式傳感器的用途?？梢杂脕?lái)測(cè)量液位、位移厚度、糧食量、木材量等。3.簡(jiǎn)述電容式傳感器的測(cè)量電路分為。電容式傳感器的測(cè)量電路有變壓器電路、雙T型電路、運(yùn)放電路、脈沖電路、調(diào)頻電路等。單元四電感式傳感器簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述電渦流式傳感器的工作原理。電渦流效應(yīng)是根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，將塊狀金屬導(dǎo)體置于變化的磁場(chǎng)中或在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，由于切割磁力線使金屬導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生渦旋狀的感應(yīng)電流，此電流的流動(dòng)路線在金屬導(dǎo)體內(nèi)自己閉合，這種電流就叫作電渦流。2.簡(jiǎn)述變面積型電感式傳感器的定義。由變間隙型電感式傳感器可知，當(dāng)氣隙長(zhǎng)度不變，鐵芯和銜鐵之間的覆蓋面積變化時(shí)，導(dǎo)致線圈電感的變化，這種形式的傳感器稱為變面積型電感式傳感器。3.簡(jiǎn)述互感式電感傳感器的定義。兩個(gè)電感線圈相互靠近時(shí)，一個(gè)電感線圈的磁場(chǎng)變化將影響另一個(gè)電感線圈，這種影響就是互感。互感的大小取決于電感線圈的自感與兩個(gè)電感線圈耦合的程度。單元五電勢(shì)式傳感器簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述光電式傳感器的定義。光電式傳感器是采用光電元件作為敏感元件的傳感器。測(cè)量時(shí)，首先將被測(cè)量的變化轉(zhuǎn)變成光信號(hào)的變化，然后借助光電元件將光信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)。2.簡(jiǎn)述光敏電阻的特性。光譜特性:一定照度時(shí)，輸出的光電流與入射光波長(zhǎng)的關(guān)系。光電特性:光敏電阻的光電流與光照度之間的關(guān)系。伏安特性:光敏電阻兩端電壓與流過(guò)其電流之間的關(guān)系。頻率特性:光敏電阻的輸出電流與頻率變化的關(guān)系。溫度特性:光敏電阻的暗電流及光電流與溫度的關(guān)系。3.簡(jiǎn)述光電池的工作原理。光電池是一種將光能轉(zhuǎn)換成電能的光電元件，其基于光生伏特效應(yīng)，實(shí)質(zhì)是一個(gè)大面積的PN結(jié)。當(dāng)光照射到PN結(jié)的一個(gè)面，例如P面，若光子的能量大于半導(dǎo)體的禁帶寬度，那么P區(qū)每吸收一個(gè)光子就產(chǎn)生一個(gè)電子-空穴對(duì)，這種濃度差的存在，使得電子-空穴對(duì)從表面向內(nèi)部擴(kuò)散，在電場(chǎng)的作用下，光生電子聚集到N區(qū)，光生空穴聚集到P區(qū)。這樣區(qū)帶負(fù)電，P區(qū)帶正電。若用導(dǎo)線連接P和N極，則電路中就有光電流。4.簡(jiǎn)述熱電的基本定律。1.均值定律。2.中間導(dǎo)體定律。3.標(biāo)準(zhǔn)電極定律。4.中間溫度定律。單元六工業(yè)機(jī)器人視覺(jué)傳感器簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述光源的改善方法。1.穩(wěn)定均勻的光源極其重要。2.光源改善的目的是，將對(duì)象物(或稱被測(cè)物)與背景盡量明顯地區(qū)分開(kāi)。3.攝取圖像時(shí)，最重要的是如何鮮明地獲得被測(cè)物與背景的濃淡差。4.目前，在圖像處理領(lǐng)域中應(yīng)用最廣泛的技術(shù)手段是二值化(白黑)處理。5.為了能夠突出圖像的特征，在打光手法上包括明視野和暗視野。2.簡(jiǎn)述光源的作用。照亮對(duì)象物，提高對(duì)象物的亮度。形成最有利于圖像處理的成像效果?？头h(huán)境光干擾，保證圖像的穩(wěn)定性。用作測(cè)量的工具或參照。3.簡(jiǎn)述光源的相關(guān)特性。光的透過(guò)特性(透明度)因物質(zhì)材質(zhì)和厚度的不同而不同。光由于其波長(zhǎng)的長(zhǎng)短不同，對(duì)物質(zhì)的穿透能力《穿透率)也不同。光的波長(zhǎng)越長(zhǎng)，對(duì)物質(zhì)的穿透性越強(qiáng)，光的波長(zhǎng)越短，在物質(zhì)表面的擴(kuò)散率越大。透射照明是使光線透射對(duì)象物并觀察其透過(guò)光的照明手法。單元七工業(yè)視覺(jué)中的圖像處理簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述Halcon在機(jī)器人視覺(jué)中的作用。Halcon在機(jī)器人視覺(jué)中的作用如下：定位。尺寸測(cè)量。缺陷檢測(cè)。條碼讀取。抓取和放置。三維重構(gòu)。2.簡(jiǎn)述算子的參數(shù)類(lèi)型。算子的參數(shù)有四種類(lèi)型，分別是圖像輸入、圖像輸出、控制輸入及控制輸出。每種參數(shù)類(lèi)型又可以有多個(gè)參數(shù)，當(dāng)然有些算子比較簡(jiǎn)單，可以省掉一種或幾種參數(shù)類(lèi)型。3.簡(jiǎn)述讀取文件夾中的部分圖片的操作步驟。第一，打開(kāi)Halcon的軟件。第二，新建一個(gè)Halcon工程。第三，在程序編輯器窗口中輸入代碼。單元八視覺(jué)軟件Halcon的漢字識(shí)別填空題。解釋定義：WindowHandle:String:參考答案：控制輸入?yún)?shù)，顯示圖形窗口的ID號(hào)。控制輸入?yún)?shù)，包含要顯示的文本消息的字符串元素。二、簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述漢字識(shí)別的步驟。漢字識(shí)別一般步驟如下:1.圖像采集。圖2.像預(yù)處理(預(yù)處理有多種方法，需根據(jù)采集到的圖像確定預(yù)處理方法)。3.分割圖像(分割圖像有多種方法，需根據(jù)采集到的圖像確定分割方法。4.訓(xùn)練，形成trf文件。5.識(shí)別圖像。6.輸出信息。2.簡(jiǎn)述漢字識(shí)別過(guò)程一一后續(xù)處理的步驟。第一，保存0MC文件。第二，清除OCR分類(lèi)器。第三，從文件中讀取OCR分類(lèi)器。單元九視覺(jué)應(yīng)用——物體追蹤填空題。解釋參數(shù)：Image:Region:ImageReduced:參考答案：輸入?yún)?shù)，即輸入圖像。輸入?yún)?shù)，即新定義的域，矩形框出的區(qū)域。輸出參數(shù)，即剪切后的圖像。二、簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述物體追蹤的步驟。讀取模板圖像。創(chuàng)建模板。定義測(cè)試窗口。跟隨被測(cè)目標(biāo)。輸出信息。2.簡(jiǎn)述定義測(cè)試窗口的步驟。一、顯示圖像。二、設(shè)置行和列的偏移量。三、讀取預(yù)先保存在電腦G盤(pán)中的圖片，該圖片的格式是jpg。單元十視覺(jué)技術(shù)及視覺(jué)軟件Halcon基礎(chǔ)簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述圖像及其相關(guān)概念。圖像是人類(lèi)視覺(jué)的基礎(chǔ)，是自然景物的客觀反映，是人類(lèi)認(rèn)識(shí)世界和人類(lèi)本身的重要載體?！皥D”是物體反射光或透射光的分布，“像”是人的視覺(jué)系統(tǒng)所接收的圖在人腦中形成的印象或認(rèn)識(shí)，照片、繪畫(huà)、剪貼畫(huà)、地圖、書(shū)法作品、傳真、衛(wèi)星云圖、影視畫(huà)面、X光片、腦電圖、心電圖等都是圖像。2.簡(jiǎn)述腐蝕。腐蝕就是消除物體的邊界點(diǎn)，使邊界向內(nèi)部收縮的過(guò)程，即把小于結(jié)構(gòu)元素的物體去掉。容易想到的是，腐蝕和膨脹是互為相反的過(guò)程，但是如果以相反的過(guò)程腐蝕上面膨脹后的圖形并不能得到膨脹前的圖形。3.簡(jiǎn)述彩色模型。彩色模型也稱為彩色空間或彩色系統(tǒng)，其目的是基于某些標(biāo)準(zhǔn)以通?？梢越邮艿姆绞綄?duì)色彩加以說(shuō)明。本質(zhì)上，彩色模型是坐標(biāo)系統(tǒng)和子空間的說(shuō)明。其中，位于系統(tǒng)中的每種顏色都由單個(gè)點(diǎn)來(lái)表示?，F(xiàn)在所用的彩色模型要么面向硬件，例如彩色監(jiān)視器和彩色打印機(jī);要么面向應(yīng)用，例如對(duì)彩色圖像創(chuàng)作。4.簡(jiǎn)述機(jī)器視覺(jué)的優(yōu)點(diǎn)。1.是非接觸測(cè)量，對(duì)于觀測(cè)者與被觀測(cè)者都不會(huì)產(chǎn)生任何損傷，從而提高系統(tǒng)的可靠性。2.具有較寬的光譜響應(yīng)范圍。例如使用人眼看不見(jiàn)的紅外線進(jìn)行測(cè)量，擴(kuò)展了人眼的視覺(jué)范圍。3.可長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定地工作。人類(lèi)難以長(zhǎng)時(shí)間對(duì)同一對(duì)象進(jìn)行觀測(cè)，而機(jī)器視覺(jué)則可以長(zhǎng)時(shí)間地處理測(cè)量、分析和識(shí)別任務(wù)。單元十一機(jī)器視覺(jué)技能實(shí)訓(xùn)簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述項(xiàng)目的工作流程。第一，法蘭通過(guò)傳輸帶運(yùn)送到某一位置(長(zhǎng)條狀凹槽方向不定)。第二，機(jī)器視覺(jué)識(shí)別法蘭的方向。第三，利用In-Sight軟件對(duì)圖像進(jìn)行處理后，即可得到法蘭的角度。第四，將法蘭的角度信息送傳給“1+X”職業(yè)等級(jí)技能證書(shū)工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用編程項(xiàng)目專用機(jī)器人(ABB120)。第五，機(jī)器人接收到相機(jī)發(fā)送的信息后，用吸盤(pán)工具吸取法蘭，反方向旋轉(zhuǎn)第三步中獲得的角度，然后將法蘭送到電動(dòng)機(jī)外殼上方進(jìn)行安裝。單元十二In-Sight軟件視覺(jué)處理過(guò)程簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述In-Sight端網(wǎng)絡(luò)地址的配置。第一，打開(kāi)In-Sight軟件，單擊菜單欄中的“系統(tǒng)”菜單。第二，選擇“將傳感器/設(shè)備添加到網(wǎng)絡(luò)”命令，打開(kāi)“將傳感器/設(shè)備添加到網(wǎng)絡(luò)”對(duì)話框。第三，選中“使用下列網(wǎng)絡(luò)設(shè)置(U)”單選按，在“