工業(yè)4.0時(shí)代，很多工業(yè)都用上了機(jī)器視覺檢測(cè)技術(shù)，那么你了解他的工作原理以及他的檢測(cè)流程嗎？

視覺檢測(cè)系統(tǒng)工作流程中，主要分為圖像信息獲取、圖像信息處理和機(jī)電系統(tǒng)執(zhí)行檢測(cè)結(jié)果3個(gè)部分，另外根據(jù)系統(tǒng)需要還可以實(shí)時(shí)地通過人機(jī)界面進(jìn)行參數(shù)設(shè)置和調(diào)整。

當(dāng)被檢測(cè)的對(duì)象運(yùn)動(dòng)到某一設(shè)定位置時(shí)會(huì)被位置傳感器發(fā)現(xiàn)，位置傳感器會(huì)向PLC控制器發(fā)送“探測(cè)到被檢測(cè)物體”的電脈沖信號(hào)，PLC控制器經(jīng)過計(jì)算得出何時(shí)物體將移動(dòng)到CCD工業(yè)相機(jī)的采集位置，然后準(zhǔn)確地向圖像采集卡發(fā)送觸發(fā)信號(hào)，采集開檢測(cè)的此信號(hào)后會(huì)立即要求CCD工業(yè)相機(jī)采集圖像。被采集到的物體圖像會(huì)以BMP文件的格式送到工控機(jī)，然后調(diào)用專用的分析工具軟件對(duì)圖像進(jìn)行分析處理，得出被檢測(cè)對(duì)象是否符合預(yù)設(shè)要求的結(jié)論，根據(jù)“合格”或“不合格”信號(hào)，執(zhí)行機(jī)會(huì)對(duì)被檢測(cè)物體作出相應(yīng)的處理。系統(tǒng)如此循環(huán)工作，完成對(duì)被檢測(cè)物體隊(duì)列連續(xù)處理。如下圖所示。

機(jī)器視覺檢測(cè)系統(tǒng)工作原理

一個(gè)完整的機(jī)器視覺檢測(cè)系統(tǒng)的主要工作過程如下:

①工件定位傳感器探測(cè)到被檢測(cè)物體已經(jīng)運(yùn)動(dòng)到接近機(jī)器視覺攝像系統(tǒng)的視野中心，向機(jī)器視覺檢測(cè)系統(tǒng)的圖像采集單元發(fā)送觸發(fā)脈沖。

②機(jī)器視覺檢測(cè)系統(tǒng)的圖像采集單元按照事先設(shè)定的程序和延時(shí)，分別向攝像機(jī)和照明系統(tǒng)發(fā)出觸發(fā)脈沖。

③機(jī)器視覺攝像機(jī)停止目前的掃描，重新開始新的一幀掃描，或者機(jī)器視覺攝像機(jī)在觸發(fā)脈沖來到之前處于等待狀態(tài)，觸發(fā)脈沖到來后啟動(dòng)一幀掃描。

④機(jī)器視覺攝像機(jī)開始新的一幀掃描之前打開電子快門，曝光時(shí)間可以事先設(shè)定。

⑤另一個(gè)觸發(fā)脈沖打開燈光照明，燈光的開啟時(shí)間應(yīng)該與機(jī)器視覺攝像機(jī)的曝光時(shí)間相匹配。

⑥機(jī)器視覺攝像機(jī)曝光后，正式開始新一幀圖像的掃描和輸出。

⑦機(jī)器視覺檢測(cè)系統(tǒng)的圖像采集單元接收模擬視頻信號(hào)通過A/D轉(zhuǎn)換器將其數(shù)字化，或者是直接接收機(jī)器視覺攝像機(jī)數(shù)字化后的數(shù)字視頻信號(hào)。

⑧處理結(jié)果控制生產(chǎn)流水線的動(dòng)作、進(jìn)行定位、糾正運(yùn)動(dòng)的誤差等。

從上述的工作流程可以看出，機(jī)器視覺檢測(cè)系統(tǒng)是一種相對(duì)復(fù)雜的系統(tǒng)。大多監(jiān)控和檢測(cè)對(duì)象都是運(yùn)動(dòng)的物體，系統(tǒng)與運(yùn)動(dòng)物體的匹配和協(xié)調(diào)動(dòng)作尤為重要，所以給系統(tǒng)各部分的動(dòng)作時(shí)間和處理速度帶來了嚴(yán)格的要求。在某些應(yīng)用領(lǐng)域，例如機(jī)器人、飛行物體制導(dǎo)等，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)或者系統(tǒng)的一部分的重量、體積和功耗等都會(huì)有嚴(yán)格的要求。

盡管機(jī)器視覺應(yīng)用各異，歸納一下，都包含一下幾個(gè)過程:

①圖像采集:光學(xué)系統(tǒng)采集圖像，將圖像轉(zhuǎn)換成數(shù)字格式并傳入計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器。

②圖像處理:處理器運(yùn)用不同的算法來提高對(duì)檢測(cè)有影響的圖像因素。

③特征提取:處理器識(shí)別并量化圖像的關(guān)鍵特征，例如位置、數(shù)量、面積等。然后將這些數(shù)據(jù)傳送到控制程序。

④判別和控制:處理器的控制程序根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)做出結(jié)論。例如:位置是否合乎規(guī)格，或者執(zhí)行機(jī)構(gòu)如何移動(dòng)去拾取某個(gè)部件。

上圖是工程應(yīng)用上的典型的機(jī)器視覺檢測(cè)系統(tǒng)。在流水線上，零件經(jīng)過輸送帶到達(dá)觸發(fā)器時(shí)，機(jī)器視覺攝像單元立即打開照明，拍攝零件圖像;隨即圖像數(shù)據(jù)被傳送到處理器，處理器根據(jù)像素分部和亮度、顏色等信息，進(jìn)行運(yùn)算來抽取目標(biāo)的特征:面積、長(zhǎng)度、數(shù)量、位置等;再根據(jù)預(yù)設(shè)的判據(jù)來輸出結(jié)果;尺寸、角度、偏移量、個(gè)數(shù)、合格/不合格、有/五等;通過現(xiàn)場(chǎng)總線與PLC通信，指揮執(zhí)行機(jī)構(gòu)(諸如氣泵)，彈出不合格產(chǎn)品。

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