机器视觉入门-Cognex.pdf

機器視覺 入門 流程自動化和品質改進指南 目錄表 何為機器視覺？ 3 鏡頭 15 機器視覺的優勢 5 圖像感測器 15 機器視覺應用 6 視覺處理 16 引導 7 通訊 16 識別 8 機器視覺系統有何種不同類別？ 17 量測 9 1D視覺系統 17 檢測 10 2D系統 18 機器視覺系統組件11 面陣掃瞄與線掃瞄 19 光源 13 3D系統 20 背光 13 機器視覺平臺 21 同軸光 13 基於PC的機器視覺 21 結構光 13 視覺控制器 21 定向照明 14 獨立式視覺系統 22 暗視場照明 14 視覺感測器和基於圖像的讀碼器 22 明視場照明 14 結論 23 擴散型穹頂照明 14 頻閃照明 14 機器視覺入門 2 何為 機器視覺 據自動成像協會（Automated Imaging Association ，「AIA 」）報告，機器視覺涵蓋所有工業 和非工業應用，在這些應用中，硬體與軟體組合在一起，基於圖像的採集和處理，在各 種裝置執行其功能的過程中向它們提供作業引導。雖然工業電腦視覺使用的許多演算法 和方法都跟電腦視覺在學術/教育和政府/軍事應用中使用的是一樣的，但它們各自的局 限性是不一樣的。 相比學術/教育視覺系統，工業視覺系統需要更高的堅固耐用性，可靠性和穩定性；而相 比政府/軍事應用中使用的視覺系統，工業視覺系統的成本通常要低得多。因此，工業機 器視覺意味著成本低，準確度令人滿意，堅固耐用性高，可靠性高，機械和溫度穩定性 高。 機器視覺系統依靠封裝在工業相機內的數位感測器和專門的光學組件採集圖像，然後， 電腦硬體和軟體基於該圖像處理、分析和量測各種特徵而作出決策。 舉個例子，我們以啤酒廠採用的填充液位檢測系統為例來進行說明（見圖1 ）。當每個 啤酒瓶行經檢測感測器時，檢測感測器將會觸發視覺系統發出頻閃光，拍下啤酒瓶的相 片。採集到啤酒瓶的圖像並將圖像儲存至記憶體後，視覺軟體將會處理或分析該圖像， 並依照啤酒瓶的實際填充液位發出通過-未通過回應。若視覺系統檢測到一個啤酒瓶未 填充到位，即未通過檢測，視覺系統將會向轉向器發出訊號，將該啤酒瓶從生產線上剔 除。作業員可以在螢幕上查看被剔除的啤酒瓶和持續的流程統計數據。 另外，機器視覺系統還能夠進行物品量測，比如確定火花塞間隙或提供位置訊息，引導 機器人在組裝過程中將組件對位。圖2顯示的例子主要是說明機器視覺系統如何能夠用 於進行濾油器（右）通過或未通過檢測，以及量測支架上中心軸頭的寬度（左）。 機器視覺入門 3 視覺系統螢幕 頻閃 感測器 圖1. 啤酒瓶填充液位檢驗示例 在這個應用示例中，填充液位檢驗系統僅可提供兩種結果，這顯示了二進位系統的特徵： 1. 若產品合格，則檢測結果為「通過」 2. 若產品不合格，則檢測結果為「未通過」。 37.255 mm 合格濾油器 不合格濾油器 （所有孔洞都是暢通的） （部分孔洞被堵塞） 圖2. 機器視覺系統能夠在生產線上進行即時量測和檢驗，比如加工支架（