(信息与通信)现代检测技术5-基于机器视觉的测控技

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1、第5章基于机器视觉的测控技术主要内容机器视觉测控系统数字图像处理图像融合技术典型应用HALCON简介介绍机器视觉测控系统、数字图像处理方法以及图像信息融合术，简要介绍应用作者研制的ZM-VS1300视觉智能测控系统平台研制开发自己专用视觉测控系统方案，最后给出了作者研制的机器视觉测控系统典型应用案例。第5章基于机器视觉的测控技术第5章基于机器视觉的测控技术5.1机器视觉测控系统本节从机器视觉测控系统的基本概念出发，综合机器视觉测控系统原理、技术和应用进行介绍。典型的视觉检测系统的构成：概念：机器视觉测控

2、就是将被测对象的视觉图像信息检测传递给图像处理装置，图像处理装置经过一系列处理后给出决策结果，根据决策结果实施对测控系统的相应控制。应用：广泛应用于有形物体的检测、识别和跟踪。如工业产品的尺寸测量、缺陷识别、分类判定等；微电子器件的焊点自动检测；软质、易脆零部件的检验；各种模具二维形状检测；大型工具三维自动检测等。原理：机器视觉测控系统一般由获取图像信息的图像测量系统、决策分类或跟踪对象的控制系统组成。可分为图像获取和图像处理两大部分。获取被测场景中的图像信息设备称为观测系统，包括照相机和摄像系统。获取

3、的信息可是是静态的，也可以是动态的；可以是二维的，也可以是三维的。决策分类或跟踪对象的控制系统根据对图像信息的分析结果进而实施一定的控制。6原理：机器视觉测控系统一般由获取图像信息的图像测量系统、决策分类或跟踪对象的控制系统组成。可分为图像获取和图像处理两大部分。获取被测场景中的图像信息设备称为观测系统，包括照相机和摄像系统。获取的信息可是是静态的，也可以是动态的；可以是二维的，也可以是三维的。决策分类或跟踪对象的控制系统根据对图像信息的分析结果进而实施一定的控制。5.1.1机器视觉检测系统硬件光源照度

4、要适中亮度要均匀亮度要稳定不应产生阴影照度可调5.1.1机器视觉检测系统硬件在视觉检测系统中，视觉传感器对光线的依赖性很大，照明条件的好坏将直接影响成像的清晰度，细节分辨率和图像的对比等。因此，照明光源的正确设计与选择是是视觉检测成功的关键5.1.1机器视觉检测系统硬件根据具体应用选择光源：1）通过检测被测物体的像来测量被检测物体的某些特征参数——选用白炽灯或卤钨灯；2）通过测量被检测物体的空间频谱分布来确定被检测物体的某些特征参数——选用激光照明。5.1.1机器视觉检测系统硬件光源的照明方式：1）漫反

5、射照明适合于照射表面光滑、形状规则的物体。2）投射照明也称为背光照明，适合于不透光物体照明，可以形成一幅黑白灰度图像，用于物体轮廓识别与定位。5.1.1机器视觉检测系统硬件光源的照明方式：3）结构光照明结构光指几何形状已知的光束，通过结构光投影模式的变化可以检测物体的二维、三维几何特征。4）定向照明方式如果物体表面光滑且无缺陷，则定向平行光束将会被有规律地反射；若物体表面粗糙或存在缺陷，则会造成投射光的散射。根据反射光的变化检测物体表面的粗糙度或表面缺陷。5.1.1机器视觉检测系统硬件图像传感器CCD电

6、荷耦合器件摄像机（ChargeCoupledDevice）:感光像元在接收输入光后，产生电荷转移，形成输出电压。分为线阵和面阵两种。性价比高，受到广泛应用。CMOS摄像机（ComplementaryMetalOxideSemiconductor）:体积小、耗电少、价格低，在光学分辨率、感光度、信噪比和高速成像等已超过CCD。5.1.1机器视觉检测系统硬件图像传感器其他：飞点扫描器（FlyingPointScanner）、扫描鼓、扫描仪、显微光密度计等。遥感图像获取设备：光学摄影：摄像机、多光谱摄像机等；

7、红外摄影：红外辐射计、红外摄像仪、多通道红外扫描仪等；5.1.1机器视觉检测系统硬件图像采集卡:将视频图像以模拟电信号方式输出标准视频信号：黑白视频（RS-170、RS-330、RS-343、CCIR）、复合视频（NTSC、PALSECAM制式）、分量模拟视频、S-Video等。非标准视频信号：非标准RGB信号、线扫描信号、逐行扫描信号。5.1.1机器视觉检测系统硬件（3）图像采集卡采用非标准视频信号通常是为了获得更高分辨率、高刷新率的图像或其他特殊要求。如X光机、超声波等医疗影像设备。5.1.1机器视

8、觉检测系统硬件（3）图像采集卡性能指标要求：多路视频输入；通过标准总线输出至计算机；实时多屏显示；自定义采集方式及采集窗口大小；实时采集单场、单帧、任意间隔及连续帧；视频输入（PAL、S-Video）；分辨率；采样位数；亮度、对比度、色度、饱和度；即插即用；稳定接收视频信号。5.1.1机器视觉检测系统硬件图像采集卡的设计基于PCI总线的图像采集卡的设计5.1.1机器视觉检测系统硬件基于USB总线的图像采集卡的设计5.1.1机器视觉检测系统硬