工業(yè)機(jī)器人視覺與傳感技術(shù) 課件 ch01 視覺檢測與傳感器的基本知識

高等院校公共課系列精品教材工業(yè)機(jī)器人視覺與傳感技術(shù)第一章視覺檢測與傳感器的基本知識內(nèi)容摘要傳感器的定義及組成定義傳感器的組成傳感器是指能感知外界信息，并能按一定規(guī)律將這些信息轉(zhuǎn)換成方便使用的電信號的裝置。敏感元件：能直接感知被測量的部分。轉(zhuǎn)換元件：將被測量轉(zhuǎn)換成適于傳輸?shù)碾娦盘?。有些傳感器還需對轉(zhuǎn)換元件輸出的電信號進(jìn)行放大調(diào)制，形成標(biāo)準(zhǔn)電信號。有些智能傳感器還帶有顯示單元、控制單元、輸出單元等。智能傳感器又稱為傳感器系統(tǒng)，其組成框圖如圖1-2所示。傳感器的分類14253按信號處理方式分類直接傳感器、差分傳感器、補(bǔ)償傳感器。按傳感器檢測的物理量分類力學(xué)量、熱學(xué)量、流體量、光學(xué)量、電量、磁學(xué)量、聲學(xué)量、化學(xué)量、生物量等傳感器。

按傳感器工作原理分類電阻、電容、電感、光柵、熱電偶、超聲波、激光、紅外、光導(dǎo)纖維等傳感器。

按傳感器的輸出信號性質(zhì)分類數(shù)字式傳感器、模擬式傳感器。根據(jù)能量c的觀點(diǎn)分類有源傳感器和無源傳感器。6按照傳感器的工作機(jī)理分類結(jié)構(gòu)型傳感器和物性型傳感器。傳感器的特性定義分類傳感器的特性是指傳感器的輸入量和輸出量之間的對應(yīng)關(guān)系。通常把傳感器的特性分為兩種：靜態(tài)特性和動態(tài)特性。靜態(tài)特性是指輸入不隨時間變化的特性，它表示傳感器在被測量各個值處于穩(wěn)定狀態(tài)時輸入與輸出的關(guān)系。動態(tài)特性是指輸入隨時間而變化的特性，它表示傳感器對隨時間變化的輸入量的響應(yīng)特性。傳感器的特性傳感器的靜態(tài)特性(1)線性度，是指傳感器的輸入與輸出之間線性關(guān)系的程度。理想情況下，傳感器的輸入/輸出特性應(yīng)是線性的，可用式（1一1）表示。通常情況下，傳感器的實際輸入/輸出特性是一條曲線而非直線，可用式（1一2）表示。(2)靈敏度，傳感器在穩(wěn)態(tài)工作情況下，在輸入量變化Ax時輸出量變化了，輸出量的變化量與輸入量的變化量Ax的比值稱為靈敏度，用s表示。傳感器的特性傳感器的特性（3）分辨力，是指傳感器可感知的被測量的最小變化的能力。（4）遲滯，相同測量條件下，對應(yīng)于同一大小的輸入信號，傳感器在正向（輸入量增大）行程和反向（輸入量減小）行程期間，輸入／輸出特性曲線不重合的程度稱為遲滯，如圖1-4所示。傳感器的特性（5)重復(fù)性，傳感器在輸入量按同一方向（增加或減?。┳鋈砍潭啻螠y量時，所得輸入/輸出特性曲線的一致程度稱為重復(fù)性，如圖1一5所示。（6）漂移，是指在輸入量不變的情況下，由于外界的干擾（例如溫度、噪聲等），傳感器的輸出量發(fā)生了變化。常見的有零點(diǎn)漂移和溫度漂移，一般可通過串聯(lián)或并聯(lián)可調(diào)電阻器來消除。零點(diǎn)漂移：零點(diǎn)漂移簡稱為零漂，是指傳感器在無輸入時，其輸出值偏移零值的現(xiàn)象。零點(diǎn)漂移主要是由傳感器自身結(jié)構(gòu)參數(shù)老化等引起的。溫度漂移：溫度漂移簡稱為溫漂，是指在工作過程中輸入量沒有發(fā)生變化，只是環(huán)境溫度發(fā)生了變化，使傳感器的輸出量發(fā)生了變化。傳感器的特性傳感器的動態(tài)特性傳感器的動態(tài)特性分析傳感器的動態(tài)特性是指傳感器在動態(tài)激勵（輸入）時的響應(yīng)（輸出）特性，即其輸出隨時變輸入的響應(yīng)特性。時域分析：通常用階躍函數(shù)、脈沖函數(shù)和斜坡函數(shù)作為激勵信號，分析傳感器的動態(tài)特性；頻域分析：一般用正弦函數(shù)作為激勵信號來分析傳感器的動態(tài)特性。機(jī)器視覺132引導(dǎo)和定位視覺定位要求機(jī)器視覺系統(tǒng)能夠快速準(zhǔn)確地找到被測零件并確認(rèn)其位置。外觀檢測檢測產(chǎn)品的質(zhì)量是在自動生產(chǎn)線上工業(yè)機(jī)器人取代人工最多的環(huán)節(jié)之一。高精度檢測有些產(chǎn)品的精密度較高，達(dá)到0.01、0.02n皿甚至級，人眼無法檢測，必須使用機(jī)器視覺系統(tǒng)完成。4識別識別就是利用機(jī)器視覺系統(tǒng)對圖像進(jìn)行處理、分析和l理解，以識別各種不同模式的目標(biāo)和對象。機(jī)器視覺的應(yīng)用機(jī)器視覺國內(nèi)外常用機(jī)器視覺軟件（1）國際機(jī)器視覺軟件平臺和工具包機(jī)器視覺國內(nèi)外常用機(jī)器視覺軟件（2）國內(nèi)機(jī)器視覺軟件產(chǎn)品說明：無錫信捷電氣股份有限公司推出的x-Sight高性能一體式機(jī)器視覺系統(tǒng)包括SV4/SV5系列相機(jī)、多種類工業(yè)鏡頭、多種光源、智能終端、光源控制器、視覺軟件等全套產(chǎn)品。相關(guān)技術(shù)。a.RTOS技術(shù)。采用可裁剪的嵌入式實時操作系統(tǒng)DSP/BIOS,實現(xiàn)各任務(wù)線程的調(diào)度、同步，提高系統(tǒng)的可霏性和穩(wěn)定性。單元b.光學(xué)成像技術(shù)。相機(jī)采用面陣CCD傳感器技術(shù)，并行采集圖像，精度高；采用雙緩沖技術(shù)，大大提高CCD信號的采集速度。c.網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)。采用10以太網(wǎng)實現(xiàn)pc機(jī)和一體機(jī)、智能終端和一體機(jī)的通信，圖像傳輸速度快，一體機(jī)的配置信息、應(yīng)用程序等可通