工件视觉定位系统方案[解决方案].docVIP

工件视觉定位系统方案 需求描述： 识别正确率：(90%；识别工件尺寸范围：50~250mm；识别误差：几何误差(10%，定位误差((2mm；识别工件种类：轴盘类工件；识别效率：(2帧/秒 。 需求分析： 1．摄像机选择： 视觉系统必须完成对物体的识别，速度要求每秒至少两帧，大部分的摄像机，无论是PAL、NTSC制式模拟摄像机还是高分辨率的数字摄像机均可以满足要求，但是考虑到模拟摄像机在图像采集分辨率和精度上的限制，本方案将不考虑采用传统的模拟摄像机加图像卡的方案。 数字摄像机与模拟摄像机比较具备以下优势； 图像分辨率不受任何限制，可以得到幅面大于768*576的图像，有利于提高系统处理的精度。 可以进行逐行扫描成像，不受隔行扫描的限制，不会出现奇偶场的问题，对运动的物体（本例是传送装置上的工件）分析尤其有利。 曝光时间可通过用户编程控制，最大限度地消除了因曝光时间过长所造成的图像运动模糊。 可以使用外触发信号来精确控制采集图像的开始，摄像机从监测到外触发信号到开始图像曝光只有几十个微妙级别的延时，而普通的模拟摄像机根本不能通过外触发来控制，通过模拟图像卡实现的外触发控制与数字摄像机的直接外触发控制在精度上是无法相比的。 在决定使用数字摄像机的情况下，考虑到需求的精度要求，50-250mm视场范围内，定位误差(2mm，若采用分辨率在1280*1024的数字摄像机产品，在视场为250mm时，每个像素将表示0.2mm，远远大于(2mm的用户需求，且留给用户算法实现的精度余地较大，所以推荐使用1280*1024分辨率的帧率高于2帧/秒的产品即可。 又因为工件的识别不使用基于颜色的算法，因此推荐使用1280*1024分辨率的黑白数字摄像机。 根据以上分析，德国Basler公司的A102f，大恒图像的HV1302UM，德国VisionComponents公司的VC2068/E均可以满足需求。 2．镜头选择： 由于用户需求中没有对于摄像机安装高度的描述，在安装高度在300mm内时，可以采用8mm的定焦镜头，推荐使用日本Computar公司的FA M0814-MP百万像素镜头。该镜头是专业的机器视觉专用镜头，较廉价的监控用镜头的光学分辨率高，边缘畸变小，非常适合本例中的需求。 3．软件： 用户可以在摄像机的SDK开发包的基础上进行二次开发来实现自己所需要的识别和定位算法。如果希望得到最高的算法精度和执行速度，又不希望花费太多的时间在算法编程上，我们推荐使用德国MVTec公司提供的全能机器视觉软件算法包HALCON。 HALCON是在世界范围内广泛使用的机器视觉软件。用户可以利用其开放式结构快速开发图像处理和机器视觉应用软件HALCON支持Linux/UNIX及Windows，所有的库均可以使用C, C++， C#, Visual Basic和Delphi编程语言访问，避免重复开发 50000 镜头 M0814-MP 日本Computar C口8mm百万像素固定焦距镜头 1480元 光源 待定 日本CCS 本方案采用智能摄像机来代替臃肿的PC方案，是目前最先进的方案。智能摄像机就是在一个摄像机的内部将整个图像处理系统的软硬件都整合进去，采用完全嵌入式的方式。这种方案是目前在国外类似的需求中最多采用的，国内还并不常见。 德国Vision Components公司是全世界范围内智能摄像机领域的真正领导厂商，是世界范围内唯一采用TI公司3200MIPS高速处理器的智能摄像机厂商，产品速度较其它竞争对手快几倍，相当于主频2G奔腾4CPU的运算能力。同时该公司提供完全C语言的二次开发方式，提供算法库，用户可编写自己需要的任何功能，是搭建工业用机器视觉方案的理想平台。 选用本方案，用户将自己开发好的程序上传到摄像机内即可，以后只需购买摄像机硬件即可。而其它同类厂商并不支持源码级的二次开发，每安装一套系统还需另购买应用软件，整个成本要较使用Vision Components的产品的方案高太多。 对于高校用户，在一个可编程的开放DSP机器视觉平台上实现自己的应用将更灵活，因为随时可以通过上传软件的方式将系统的功能进行修改。如果以后进行其它机器视觉开发时仍然可以使用，非常方便。