机械视觉原理-AOI.ppt

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1、機械視覺概論生產自動化背景近年來，機器視覺已在各式各樣的領域中扮演著舉足輕重的地位，並大量的運用在遙測、醫工、地質探測、物件識別檢測以及家電用品等場合。這些應用技術的實例正快速的成長，也由於電子硬體，電腦效率的大幅進步，而以驚人的變革速度在更新它們的面貌而在促進產業升級的呼聲中，大力推展自動化機器視覺乃當務首要之急。國內在一般生產系統中，由於產品的檢測耗費人力資源且淘汰劣品而降低生產量，而與生產單位的目標相衝突，因此業界往往無法進行線上１００％之產品檢驗，而機器視覺系統乃自動化檢測之經濟有效的方式。什麼是機器視覺?模擬人

2、類的眼、腦與手的動作。機器視覺系統是一項集光學、電子、機械及電腦資訊技術整合的科技。為了取得某些資訊以控制機器或製程，而利用光學及非接觸性觸感方式來擷取影像並解釋影像。CCD電腦機器人機器視覺系統相關領域為什麼要機械視覺？安全全檢重現性(降低人為誤差)降低成本高速化細微化回饋化高精度應用層面近來科技的發展，所產生的機器視覺系統不斷推陳出新，在一切要求自動化的前題之下機器視覺加上影像處理系統已經在許多工廠自動化量測方面扮演著重要的角色，例如布匹線上檢測系統、銲道追蹤及熔渣監控、射出成型產品之應力測量，生產工件形狀檢測、沖壓

3、元件的曲面測量，熱軋鋼板尺寸及瑕疵檢測等，在非接觸性的要求下，均可利用機器視覺處理系統來完成，不僅可提高工廠生產效率，更可使產品之品質達到標準。機器視覺技術之應用機械視覺系統之組成主控器(HostComputer)影像擷取卡(FrameGrabber)+影像處理器影像攝影機照明設備影像顯示器機構及控制系統視覺系統組成電腦視覺系統的主件硬體:必須具有成本效益(cost-effective)與其他系統無關(off-the-shelfsystem)的特性在設計上容易使用(easyofuse)具模組和彈性化(modularfle

4、xibility)軟體速度快(speed)可靠(reliability)成像基本原理成像基本原理CCD攝影機類比式輸出訊號：美規→RS170(黑白)/NTSC(彩色)歐規→CCIR(黑白)/PAL(彩色)掃瞄方式：交錯(Interlace)/非交錯(Non-Interlace)數位式輸出訊號：RS422/LVDS/IEEE-1394/USB/特定格式歐規→CCIR(黑白)/PAL(彩色)掃瞄方式：非交錯式種類面掃瞄Line掃瞄TDI(TimeDelayIntegration)掃瞄CCD輸出時序圖場

5、影像處理器固定功能影像處理器影像擷取卡特色：擷取卡功能依需要有多種選擇架構在個人電腦具彈性影像卡結構A/D轉換器擷取CCD影像類比信號轉換為數位信號PC匯流排介面扮演電腦與影像卡之間橋樑影像儲存影像處理器介面影像處理器存取記憶體之緩衝電路影像處理器快速執行低階運算系統鐘脈提供穩定工作頻率控制單元協調各模組間之運作D/A轉換器將數位影像轉換以輸出監視器影像卡基本模組影像擷取卡主要基本功能可接美規/歐規，彩色/黑白訊號PCIBUS/AGPBUS美規可抓取640(H)x480(V)pixels歐規可抓取768(H)x576

6、(V)pixels影像擷取卡Enhanced功能可由外部觸發(trigger)取像onboardDSP/processor特殊運算處理器VariableScan接不同規格訊號鏡頭CCTV鏡頭：1.提供不同固定焦距選擇2.變焦鏡頭Telecentric鏡頭35mmSLRCamera鏡頭:nikon、canon等照相機鏡頭顯微鏡頭120相機(60x45mmfilm)用鏡頭光源裝置Halogen光源LED光源高週波螢光燈源閃光燈源其他特殊光源機構/控制單元系統機台電控(PLC、PC-Base)X-Y精密Table系統整

7、合、穩定度測試AreaCCDCamera感光元件大小CCDCamera主要功能電子快門(shutter)AutoGainControl(AGC):GammaSyncResolutionTriggerCCDSensor規格Sensor尺寸大小(2/3”、1/2”、1/3”、1/4”、特別尺寸）有效畫素：NTSC→〈768Hx494V〉PAL→〈752Hx582V〉全部畫素：NTSC→〈811Hx508V〉PAL→〈795Hx596V〉Sensitivity(最小照度)CellSize(8~10μm)頻譜響應鏡頭基本觀念景深

8、(DepthofView)視野(FieldofView)解析力(Resolution)光圈(IRIS/Aperture)視角(View/angle)焦距長(Focallength)鏡頭參數相互關係光圈大小與景深成反比鏡頭焦距與景深成反比視角愈廣，景深長以對焦點為界，前方景深短，後方景深長景深將成像幕移動而不致影響清晰