机器视觉系统发展及其应用.pdfVIP

学兔兔 第l期 (总第158期) 机 械 工 程 与 自动 化 No．1 2010年 2月 MECHANICAL ENGINEERING ＆ AUT0MATION Feb． 文章编号：1672—6413(2010)01-0215-02 机器视觉系统发展及其应用 刘金桥，吴金强 (新疆大学机械工程学院，新疆 乌鲁木齐 830008) 摘要：介绍了机器视觉系统的概念、特点以及系统的组成。重点阐述了机器视觉系统中的照明、镜头、相机等 关键技术的发展现状。分析了机器视觉系统在工业、农业、医学等多个领域的应用情况，展望了机器视觉的发 展趋势。 关键词：机器视觉；照明；镜头；相机 中图分类号：TP242．6 2 文献标识码：A 0 引言 稳定性；⑧物体位置的变化不应影响成像的质量。 机器视觉系统是一种非接触式的光学传感系 照明光源可分为可见光照明和不可见光照明，常 统口]，它同时集成软硬件，能够自动地从所采集到的图 用的可见光照明光源有LED、荧光灯、卤素灯等。可 像中获取信息或者产生控制动作。简言之，机器视觉 见光的缺点是一方面光能不能保持稳定，另一方面环 就是用机器代替人眼来做测量和判断。机器视觉系统 境光会影响图像的质量，所以一般采用加防护屏的方 可提高生产线的柔性和自动化程度，在一些不适合人 法来减少环境光的影响。表1列出了几种主要光源的 工作业的危险工作环境或人工视觉难以满足要求的场 相关特性 3。 合，常用机器视觉来替代人工视觉；同时在大批量工 表 1 各种视觉光源的特性 业生产过程中，由于人的主观作用，造成人工视觉检 光源 颜色 寿命(h) 亮度 特点 LED 红、绿、蓝、白 60 OOO～1O0 000 较亮 发热少 查产品质量效率低且精度不高，用机器视觉方法检测 荧光灯 白色，偏绿 5 OOO～7 000 亮 发热多 可以大大提高生产效率和生产的自动化程度。而且机 卤素灯 白色，偏黄 5 OOO～7 000 很亮 发热多 器视觉易于实现信息集成，是实现计算机集成制造的 I ED光源是目前主流的机器视觉光源，主要原因 基础技术。 是：①I ED光源节能、不引起环境污染；②单色性好， 机器视觉系统可以快速获取大量信息，而且易于 发光响应速度快，高频特性好；③防震动及抗冲击性 自动处理，也易于同设计信息以及加工控制信息集成， 能好，功耗低，寿命长；④有多种颜色可选，针对不 因此，在现代自动化生产过程中，人们将机器视觉系 同被测物体的表面特征和材质可选用不同颜色的光 统广泛地用于工况监视、成品检验和质量控制等领域。 源，以获得更佳的图像。 1 机器视觉系统 在常用的I ED光源中，一般红色的用的多，因为 一 个简单的机器视觉系统一般由照明、镜头、相 CCD对红色更敏感(人眼对绿色更敏感)。红色LED 机、图像采集卡和图像处理单元组成。其中照明、镜 发明早，技术成熟，价格也低，相比其他的颜