机器视觉检测系统工作原理及检测流程-机器视觉检测

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在机器视觉检测系统工作流程中，主要分为图像信息获取、图像信息处理和机电系统执行检测结果3个部分，另外根据系统需要还可以实时地通过人机界面进行参数设置和调整。

当被检测的对象运动到某一设定位置时会被位置传感器发现，位置传感器会向PLC控制器发送“探测到被检测物体”的电脉冲信号，PLC控制器经过计算得出何时物体将移动到CCD工业相机的采集位置，然后准确地向图像采集卡发送触发信号，采集开检测的此信号后会立即要求CCD工业相机采集图像。被采集到的物体图像会以BMP文件的格式送到工控机，然后调用专用的分析工具软件对图像进行分析处理，得出被检测对象是否符合预设要求的结论，根据“合格”或“不合格”信号，执行机会对被检测物体作出相应的处理。系统如此循环工作，完成对被检测物体队列连续处理。如下图所示。

机器视觉检测系统工作原理

一个完整的机器视觉检测系统的主要工作过程如下：

①工件定位传感器探测到被检测物体已经运动到接近机器视觉摄像系统的视野中心，向机器视觉检测系统的图像采集单元发送触发脉冲。

②机器视觉检测系统的图像采集单元按照事先设定的程序和延时，分别向摄像机和照明系统发出触发脉冲。

③机器视觉摄像机停止目前的扫描，重新开始新的一帧扫描，或者机器视觉摄像机在触发脉冲来到之前处于等待状态，触发脉冲到来后启动一帧扫描。

④机器视觉摄像机开始新的一帧扫描之前打开电子快门，曝光时间可以事先设定。

⑤另一个触发脉冲打开灯光照明，灯光的开启时间应该与机器视觉摄像机的曝光时间相匹配。

⑥机器视觉摄像机曝光后，正式开始新一帧图像的扫描和输出。

⑦机器视觉检测系统的图像采集单元接收模拟视频信号通过A/D转换器将其数字化，或者是直接接收机器视觉摄像机数字化后的数字视频信号。

⑧处理结果控制生产流水线的动作、进行定位、纠正运动的误差等。

从上述的工作流程可以看出，机器视觉检测系统是一种相对复杂的系统。大多监控和检测对象都是运动的物体，系统与运动物体的匹配和协调动作尤为重要，所以给系统各部分的动作时间和处理速度带来了严格的要求。在某些应用领域，例如机器人、飞行物体制导等，对整个系统或者系统的一部分的重量、体积和功耗等都会有严格的要求。

尽管机器视觉应用各异，归纳一下，都包含一下几个过程：

①图像采集：光学系统采集图像，将图像转换成数字格式并传入计算机存储器。

②图像处理：处理器运用不同的算法来提高对检测有影响的图像因素。

③特征提取：处理器识别并量化图像的关键特征，例如位置、数量、面积等。然后将这些数据传送到控制程序。

④判别和控制：处理器的控制程序根据接收到的数据做出结论。例如：位置是否合乎规格，或者执行机构如何移动去拾取某个部件。

上图是工程应用上的典型的机器视觉检测系统。在流水线上，零件经过输送带到达触发器时，机器视觉摄像单元立即打开照明，拍摄零件图像；随即图像数据被传送到处理器，处理器根据像素分部和亮度、颜色等信息，进行运算来抽取目标的特征：面积、长度、数量、位置等；再根据预设的判据来输出结果；尺寸、角度、偏移量、个数、合格/不合格、有/五等；通过现场总线与PLC通信，指挥执行机构（诸如气泵），弹出不合格产品。