機(jī)器視覺基礎(chǔ)

機(jī)器視覺基礎(chǔ)知識(shí)1精選ppt機(jī)器視覺技術(shù)示意圖觸發(fā)信號(hào)獲取圖像圖像處理輸出DigitaloutputSerialoutEthernetI/PTCP/IPoutsensorPLCRobotFieldBus2精選ppt成像系統(tǒng)相機(jī)，光學(xué)部件，光源目標(biāo)

–特征部分與“背景”形成高反差的圖像校正

&比例縮放檢測(cè)方法灰度分析（閥值）

&梯度分析圖像增強(qiáng)在視場(chǎng)（FOV）內(nèi)定位產(chǎn)品零件檢測(cè)分析

–測(cè)量，特征點(diǎn)查找檢測(cè)，讀取等設(shè)備通訊Pass/Fail結(jié)果狀態(tài)輸出檢測(cè)數(shù)據(jù)分析控制輸出機(jī)器視覺系統(tǒng)概述3精選ppt基礎(chǔ)術(shù)語相機(jī)圖像傳感器灰度

&彩色光學(xué)器件(鏡頭)標(biāo)準(zhǔn)鏡頭

vs.遠(yuǎn)心鏡頭光源基礎(chǔ)知識(shí)技巧機(jī)器視覺系統(tǒng)概述4精選ppt相機(jī)-Camera圖像傳感器-ImageSensor鏡頭-Lens工作距離-WorkingDistance視場(chǎng)（FOV）

–FieldofView景深（DOF）

–DepthofField分辨率-Resolution示意圖5精選ppt圖像傳感器光電探測(cè)器網(wǎng)格(像素陣列)轉(zhuǎn)換光亮度級(jí)別成電子信號(hào)CCDvs.CMOS–轉(zhuǎn)換方式不同CCD&CMOS6精選ppt灰度像素深度轉(zhuǎn)換光亮度級(jí)別成可測(cè)量信號(hào)級(jí)別0–255(0–黑,255–白)部分軟件使用百分比表示方法(0-100%)純白=255純黑=0中等灰度=128灰度7精選pptCCDCMOS填充因數(shù)高中等系統(tǒng)干擾低中等響應(yīng)速度中等稍快動(dòng)態(tài)范圍高中等建?？欤|(zhì)量高差速度中等偏高較高圖像質(zhì)量高一般耗電性能中等稍微少于CCDCCD&CMOS8精選ppt分辨率焦距景深兼容芯片尺寸遠(yuǎn)心畸變鏡頭9精選ppt印刷和紙張檢測(cè)鏡頭兼容芯片尺寸和相機(jī)芯片尺寸關(guān)系鏡頭10精選ppt標(biāo)準(zhǔn)鏡頭成本較低,尺寸較小透視誤差距離的改變會(huì)引起大小的改變畸變大較大的檢測(cè)對(duì)象,特征點(diǎn)檢測(cè),測(cè)量相對(duì)差光學(xué)器件11精選ppt遠(yuǎn)心鏡頭成本較高,體積較大無透視誤差距離不改變大小畸變小較小檢測(cè)對(duì)象,精準(zhǔn)測(cè)量

光學(xué)器件12精選ppt光學(xué)器件13精選ppt鏡頭14精選ppt標(biāo)準(zhǔn)鏡頭遠(yuǎn)心鏡頭光學(xué)器件15精選ppt印刷和紙張檢測(cè)景深鏡頭16精選ppt目的將被測(cè)物體與背景盡量明顯分別，獲得高品質(zhì)、高對(duì)比度的圖像。重要性直接影響處理精度和速度，甚至系統(tǒng)的成敗。光源17精選ppt目標(biāo)

–高對(duì)比圖像!最明顯的檢測(cè)特征點(diǎn)最不明顯的“背景”和干擾打光注意事項(xiàng)被檢測(cè)零件的特征打光技術(shù)彩色效果光源18精選ppt高頻熒光燈鹵素?zé)鬖ED燈光源19精選ppt光源20精選ppt光源

鹵素?zé)襞荩ㄓ⑽模篽alogenlamp），簡(jiǎn)稱為鹵素泡或者鹵素?zé)?，又稱為鎢鹵燈泡、石英燈泡，是白熾燈的一個(gè)變種。

原理是在燈泡內(nèi)注入碘或溴等鹵素氣體，在高溫下，升華的鎢絲與鹵素進(jìn)行化學(xué)作用，冷卻后的鎢會(huì)重新凝固在鎢絲上，形成平衡的循環(huán)，避免鎢絲過早斷裂。因此鹵素?zé)襞荼劝谉霟舾L壽。

鹵素?zé)艄╇婋妷和ǔ７譃榻涣?20V和直流12V兩種。

例子：氙氣燈泡

熒光燈，傳統(tǒng)型熒光燈即低壓汞燈，是利用低氣壓的汞蒸氣在通電后釋放紫外線，從而使熒光粉發(fā)出可見光的原理發(fā)光，因此它屬于低氣壓弧光放電光源。21精選pptLED光源的優(yōu)勢(shì)可制成各種形狀、尺寸及各種照射角度；可根據(jù)需要制成各種顏色，并可以隨時(shí)調(diào)節(jié)亮度；通過散熱裝置，散熱效果更好，光亮度更穩(wěn)定；使用壽命長（約3萬小時(shí)，間斷使用壽命更長）；反應(yīng)快捷，可在10us或更短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到最大亮度；電源帶有外觸發(fā)，可以通過計(jì)算機(jī)控制，起動(dòng)速度快，可以用作頻閃燈；運(yùn)行成本低、壽命長的LED，會(huì)在綜合成本和性能方面體現(xiàn)出更大的優(yōu)勢(shì)；可根據(jù)客戶的需要，進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)。光源22精選ppt暗視野亮視野兩種常見正向打光方式光源23精選ppt兩種常見正向打光方式暗視野亮視野光源24精選ppt低角度光源25精選ppt前向光光源26精選ppt照明光源27精選ppt背光光源28精選ppt照射物白色光(混合色)藍(lán)色其它顏色被吸收光源29精選ppt傳遞反射鏡面反射漫反射吸收光源被檢測(cè)零件特征30精選ppt明視場(chǎng)暗視場(chǎng)背光結(jié)構(gòu)光Dome光同軸光光源打光技術(shù)31精選pptDome光明視場(chǎng)光源案例32精選ppt白光得到各顏色單色圖像RVOBYG光源彩色效果33精選ppt偏振用于減少閃爍塑料或者玻璃偏光鏡交叉偏光鏡濾光鏡34精選ppt無濾色鏡紅色濾色鏡綠色濾色鏡濾光鏡應(yīng)用35精選ppt相機(jī)工業(yè)相機(jī)有多種類型常見的分類方式如下黑白相機(jī)和彩色相機(jī)面陣相機(jī)和線陣相機(jī)CCD相機(jī)和CMOS相機(jī)模擬相機(jī)，數(shù)字相機(jī)，智能相機(jī)36精選ppt相機(jī)CameraLinkUsb2.01394a1394bGigEEthernet速度Base:1.5GbpsMedium:3.8GbpsFull:5.1Gbps480Mbps400Mbps800Mbps1000Mbps100Mbps距離10m5m4.5m4.5m100m100m優(yōu)勢(shì)1.帶寬高2.有帶預(yù)處理功能的采集設(shè)備3.抗干擾能力強(qiáng)1.易用2.價(jià)格低3.多相機(jī)1.易用，價(jià)格低，多相機(jī)2.傳輸距離遠(yuǎn)，實(shí)際線纜可達(dá)到17.5m，光纖傳輸可達(dá)100m3.有標(biāo)準(zhǔn)DCAM協(xié)議4.CPU占用最低1.易用，價(jià)格低，多相機(jī)2.傳輸距離遠(yuǎn)，線纜價(jià)格低3.標(biāo)準(zhǔn)GigEVision協(xié)議1.易用，價(jià)格低2.傳輸距離遠(yuǎn)，線纜價(jià)格低缺點(diǎn)1.價(jià)格高1.無標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議2.CPU占用高1.長距離傳輸線纜價(jià)格稍貴1.CPU占用高2.對(duì)主機(jī)配置要求高3.有時(shí)存在丟包現(xiàn)象1.無標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議2.帶寬過低3.CPU占用過高37精選ppt相機(jī)面陣相機(jī)芯片是M*N方式排列；線陣相機(jī)芯片是1*N方式；38精選ppt系統(tǒng)組成

–相機(jī),光學(xué)部件,軟件最小可區(qū)別的特征大小系統(tǒng)測(cè)量精度–系統(tǒng)精度、重復(fù)精度影響因素分辨率

–640x480…1600x1200光學(xué)部件質(zhì)量軟件分辨率測(cè)量

–亞像素概念特征點(diǎn)

–5x5像素區(qū)域成像系統(tǒng)分辨率39精選ppt目標(biāo)校正使用標(biāo)準(zhǔn)的圓點(diǎn)目標(biāo)校正板鏡頭畸變補(bǔ)償比例縮放–例如：在1英寸視場(chǎng)內(nèi)有1000個(gè)像素

=0.001”/像素重新標(biāo)定變化的檢測(cè)必要條件。(鏡頭，工作距離，光源等等)比例縮放

無變形補(bǔ)償值=單位值/像素

校正40精選ppt圖像黑白部分分割界限自動(dòng)或者固定的閥值方法0-25%0-75%灰度（閥值）41精選ppt邊緣檢測(cè)方法灰度值的變化率梯度分析42精選ppt較少多余的干擾提高被測(cè)的特征點(diǎn)或者邊緣可能占用寶貴的檢測(cè)時(shí)間方法…形態(tài)學(xué)方法

改變亮度級(jí)別二值化圖像增強(qiáng)43精選ppt全部或者部分圖像可多重反復(fù)處理延長檢測(cè)時(shí)間結(jié)果–改良后圖像…但是…可能降低或者改變?cè)刺卣鹘档透蓴_–腐蝕/膨脹/打開/關(guān)閉/數(shù)學(xué)44精選ppt全部或者部分圖像平衡亮度級(jí)別的不一致創(chuàng)建黑白圖像結(jié)果–改良后的圖像圖像增強(qiáng)–亮度級(jí)別/二值化45精選ppt優(yōu)化工具運(yùn)行速度，節(jié)約檢測(cè)時(shí)間，實(shí)現(xiàn)精確定位檢測(cè)方法…邊緣定位Blob定位模式匹配46精選ppt定位

–Origin工具1到

3個(gè)ROI單點(diǎn)中心功能結(jié)果

-X,Y,以及角度47精選ppt定位

–LineFind工具1個(gè)ROI(單方向)多點(diǎn)(求平均)中心功能結(jié)果

–直線以及角度48精選ppt定位

-Blob工具多特征(blob)重心以及角度結(jié)果–X,Y,以及角度49精選ppt定位

–PatternFind訓(xùn)練新的模式(作為標(biāo)準(zhǔn)模型)搜尋匹配結(jié)果-X,Y,以及角度;匹配度%.50精選ppt測(cè)量工具直線/圓形測(cè)量公差

–名義值,+/-標(biāo)定值(標(biāo)定成圖紙尺寸)方法…直線測(cè)量

直線到基準(zhǔn)測(cè)量圓形測(cè)量51精選ppt測(cè)量

–CircleGauge多點(diǎn)(多點(diǎn)形成一個(gè)圓形)離群值檢測(cè)結(jié)果–圓心,同心度,ID(內(nèi)徑),OD（外徑）,pass/fail52精選ppt特征檢測(cè)多出/缺損特征以及缺陷檢測(cè)方法…灰度分析灰度百分比像素統(tǒng)計(jì)Blob分析灰度像素聚合通過大小以及外形過濾模式匹配模板匹配(可訓(xùn)練)結(jié)果

–條形碼,字符讀?。∣CR）等53精選ppt特征檢測(cè)

–AverageIntensity/Contrast多個(gè)ROI通過百分比、數(shù)量檢測(cè)結(jié)果

–亮度,像素?cái)?shù)量,pass/fail54精選ppt特征檢測(cè)

–Blob分析多個(gè)ROI外形過濾(面積，高度，寬度等)結(jié)果

–blob序列,blob數(shù)量,pass/fail55精選ppt模式匹配訓(xùn)練理想模式查找最佳匹配結(jié)果–定位,匹配率,pass/fail56精選ppt模板

–Adaptive/Greyscale訓(xùn)練理想模式檢測(cè)圖像的不同部分結(jié)果–結(jié)果差異圖像,blob數(shù)據(jù),pass/fail57精選ppt讀取工具條形碼(UPC,128,2of5,等等)數(shù)據(jù)點(diǎn)陣（光學(xué)字符識(shí)別）OCR訓(xùn)練字形庫設(shè)置最小匹配率以及匹配字符結(jié)果–字符,pass/fail58精選ppt通訊工具Pass/Fail結(jié)果狀態(tài)輸出離散輸出給機(jī)器控制理想控制(快速&直接通訊給出結(jié)果)檢測(cè)數(shù)據(jù)給出過程控制（根據(jù)具體的硬件平臺(tái)確定）數(shù)據(jù)

–尺寸,亮度，百分比等等串口輸出以太網(wǎng)口輸出協(xié)議TCP/IPEtherNet/IPorPCCC(ABPLC)MODBUSActiveXOPCServer59精選ppt視覺應(yīng)用建立的基本思路前期評(píng)估：拿到檢測(cè)樣品、要求。根據(jù)