隨著人工智能和自動化進程的發(fā)展,各行各業(yè)中逐漸出現(xiàn)一個新名詞--機器視覺,但是對于機器視覺或工業(yè)讀碼器是什么,相信很多人是不了解的。機器視覺就是用機器代替人眼來做測量和判斷。機器視覺系統(tǒng)是指通過機器視覺產(chǎn)品(即圖像攝取裝置,分 CMOS 和CCD 兩種)將被攝取目標轉(zhuǎn)換成圖像信號,傳送給專用的圖像處理系統(tǒng),根據(jù)像素分布和亮度、顏色等信息,轉(zhuǎn)變成數(shù)字化信號;圖像系統(tǒng)對這些信號進行各種運算來抽取目標的特征,進而根據(jù)判別的結(jié)果來控制現(xiàn)場的設(shè)備動作。
視覺系統(tǒng)組成部分:
1.照明光源
2.鏡頭
3.工業(yè)攝像機
4.圖像采集/處理卡
5.圖像處理系統(tǒng)
6.其它外部設(shè)備
工業(yè)相機又俗稱攝像機,相比于傳統(tǒng)的民用相機(攝像機)而言,它具有高的圖像穩(wěn)定性、高傳輸能力和高抗干擾能力等,目前市面上工業(yè)讀碼器大多是基于CCD(Charge Coupled Device)或CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)芯片的相機。
其中,CCD是目前機器視覺最為常用的圖像傳感器。它集光電轉(zhuǎn)換及電荷存貯、電荷轉(zhuǎn)移、信號讀取于一體,是典型的固體成像器件。
CCD的突出特點是以電荷作為信號,而不同于其它器件是以電流或者電壓為信號。這類成像器件通過光電轉(zhuǎn)換形成電荷包,而后在驅(qū)動脈沖的作用下轉(zhuǎn)移、放大輸出圖像信號。
典型的CCD相機由光學鏡頭、時序及同步信號發(fā)生器、垂直驅(qū)動器、模擬/數(shù)字信號處理電路組成。CCD作為一種功能器件,與真空管相比,具有無灼傷、無滯后、低電壓工作、低功耗等優(yōu)點。
CMOS圖像傳感器的開發(fā)則最早出現(xiàn)在20世紀70 年代初,90 年代初期,隨著超大規(guī)模集成電路 (VLSI) 制造工藝技術(shù)的發(fā)展,CMOS圖像傳感器得到迅速發(fā)展。
CMOS圖像傳感器將光敏元陣列、圖像信號放大器、信號讀取電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、圖像信號處理器及控制器集成在一塊芯片上,還具有局部像素的編程隨機訪問的優(yōu)點。
目前,CMOS圖像傳感器以其良好的集成性、低功耗、高速傳輸和寬動態(tài)范圍等特點在高分辨率和高速場合得到了廣泛的應(yīng)用。
工業(yè)相機/工業(yè)讀碼器分類:
任何東西一定有它自己的分類標準,工業(yè)相機也不例外。
按照芯片類型可以分為CCD相機、CMOS相機;
按照傳感器的結(jié)構(gòu)特性可以分為線陣相機、面陣相機;
按照掃描方式可以分為隔行掃描相機、逐行掃描相機;
按照分辨率大小可以分為普通分辨率相機、高分辨率相機;
按照輸出信號方式可以分為模擬相機、數(shù)字相機;
按照輸出色彩可以分為單色(黑白)相機、彩色相機;
按照輸出信號速度可以分為普通速度相機、高速相機;
按照響應(yīng)頻率范圍可以分為可見光(普通)相機、紅外相機、紫外相機等。
工業(yè)相機和普通相機的區(qū)別:
1、工業(yè)相機的性能穩(wěn)定可靠易于安裝,相機結(jié)構(gòu)緊湊結(jié)實不易損壞,連續(xù)工作時間長,可在較差的環(huán)境下使用,一般的數(shù)碼相機是做不到這些的。例如:讓民用數(shù)碼相機一天工作24小時或連續(xù)工作幾天肯定會受不了的。
2、工業(yè)相機的快門時間非常短,可以抓拍高速運動的物體。例如,把名片貼在電風扇扇葉上,以最大速度旋轉(zhuǎn),設(shè)置合適的快門時間,用工業(yè)相機抓拍一張圖像,仍能夠清晰辨別名片上的字體。用普通的相機來抓拍,是不可能達到同樣效果的。
3、工業(yè)相機的圖像傳感器是逐行掃描的,而普通的相機的圖像傳感器是隔行掃描的, 逐行掃描的圖像傳感器生產(chǎn)工藝比較復(fù)雜,成品率低,出貨量少,世界上只有少數(shù)公司能夠提供這類產(chǎn)品,例如Dalsa、Sony,而且價格昂貴。
4、工業(yè)相機的幀率遠遠高于普通相機。工業(yè)相機每秒可以拍攝十幅到幾百幅圖片,而普通相機只能拍攝2-3幅圖像,相差較大。
5、工業(yè)相機輸出的是裸數(shù)據(jù)(raw data),其光譜范圍也往往比較寬,比較適合進行高質(zhì)量的圖像處理算法,例如機器視覺(Machine Vision)應(yīng)用。而普通相機拍攝的圖片,其光譜范圍只適合人眼視覺,并且經(jīng)過了mjpeg壓縮,圖像質(zhì)量較差,不利于分析處理。
6、工業(yè)相機(Industrial Camera)相對普通相機(DSC)來說價格較貴。