機器視覺系統由建立環境數位影像的技術和方法組成，以執行自動控制、控制過程或引導機器人。它包括軟體、硬體、整合系統和方法。
作為一個術語，它主要用於工業自動化，但也用於其他環境，如安全系統和車輛控制。
機器視覺系統的過程涉及三個步驟：
1）成像
2）自動分析
3）提供所需的資訊
機器視覺系統以快速、自動的數位影像處理取代了勞動密集型手動檢查。由於快速發展，系統變得明顯更便宜，並提供良好的投資回報。
機器視覺系統有兩種類型，2D 和 3D。
機器視覺系統的範圍涵蓋了廣泛的任務，從存在驗證到即時檢查和排序。
機器視覺系統的基本任務：
· 檢查 —— 檢查產品品質，檢測瑕疵和異常
· 測量 —— 辨識物體的尺寸（長度、寬度、高度、面積、體積）
· 閱讀 —— 解碼和閱讀文字（條碼、二維程式、字母辨識）
· 定位 —— 檢測和定位物體。
2D 視覺
要分析的影像是從攝影機影像或條碼掃描器獲得的。大多數時候，影像是高對比度和黑白的。在這樣的影像中，照明是一個關鍵因素。2D 視覺適用於物體具有高對比度，或必須確定其顏色的地方。2D 系統允許在所有四個類別中執行任務。
3D 視覺
3D 視覺是確定物體體積、形狀和空間位置的理想選擇。此外，3D 可以檢測低對比度的物體和高度變化時的瑕疵。
3D 成像可以使用掃描和快照成像來執行。
· 掃描時，物件以恆定的速度在掃描器的視野中移動，並從物件建立 3D 配置檔案
· 成像從影像中建立物體的 3D 模型。
掃描影像通常比普通影像精確得多。
3D 視覺技術
機器視覺中使用的不同技術。 基於時間的技術使用光源來透過攝影機，估計與距離相關的資訊。幾何技術包括立體視覺、雷射三角測量、光條紋投影和陰影形狀。
飛行時間 Time of Flight
飛行時間感測器測量光到達物體，並返回感測器所需的時間。光相的變化為計算所需時間提供了足夠的資訊，然後將時間轉換為距離。這種方法給出了每個影像點的距離。
這項技術可用於測量解析度為 5-10 毫米（200x200 畫素）的 40 米遠距離。 每秒最多可以記錄 100 張圖像。
鑑於其解析度相對較低，飛行攝影機的時間使用目前相當有限。例如，它們可用於確定托盤上的空槽或水準檢查。這些攝影機也可以用於收集交通統計資料。
立體視覺 Stereo vision
以類似於人類視覺系統的方式，透過從兩個不同的空間位置觀察物體來建立 3D 影像。對兩個影像上的共享特徵進行評估，並確定該特徵的 XYZ 座標。當有兩個或多個可以提取的共享特徵時，也可以確定物件的方向。
3D 立體視覺解決方案很便宜。只需要一個在兩個視點之間移動的 2D 攝影機。
雷射三角測量 Laser triangulation
可測量的物體被雷射束探測，雷射束對物體產生精確的浮雕。物體透過雷射束移動。雷射束的影像由放置在特定角度的攝影機記錄。然後將高度配置檔案合併成單個 3D 影像。
結果是一個 3D 模型，可以沿著每個軸旋轉和定位，這意味著不需要精確定位要測量的物體。這消除了對昂貴的機械部件的需求，這些零件將產品分類和調整到正確的位置。
雷射三角測量的主要條件，是可測量的物體相對於攝影機和雷射束移動。某些物體存在從攝影機中遮蔽雷射束的風險，此時無法收集資訊。一個解決方案是使用幾臺從不同角度跟隨雷射束的攝影機。不同的測量被合併到一組資料中，只有當任何攝影機無法觀察到雷射時，才會發生陰影。
光條紋投影 Light stripe projection
光條紋投影類似於雷射三角測量。然而，與三角測量相反，可測量的物件必須是靜態的。另一方面，測量過程非常快。
光線以條紋投影到物體上，相機使用既定的投影來建立 3D 影像。
與雷射方法相比，可以估計單個畫素的高度，從而確保更高的精度。
由於它在收集大量資料時的速度，這種方法非常適合工業控制任務，如形狀變形、完整性、元件位置和確定體積。
陰影的形狀 Shape from shading
陰影法中的形狀意味著，從不同的空間方向捕捉到物體陰影的三到四張照片。陰影允許評估物體的形狀和表面紋理。儘管如此，這種方法並無助於確定物體的確切高度，因此這種方法主要用於檢查物體的表面品質。
陰影不受物體表面品質的影響，如反射率，可以拍攝高解析度影像。
可測量的物體可以沿著直線直線運動，也可以當場旋轉。
 |
0 comments:
張貼留言