項目五工業(yè)機(jī)器人物料分揀視覺集成工作站應(yīng)用工業(yè)機(jī)器人物料分揀視覺集成工作站應(yīng)用工業(yè)機(jī)器人視覺識別與分揀應(yīng)用是在工業(yè)機(jī)器人工作站加裝視覺系統(tǒng)，賦予了機(jī)器人“看”的能力。讓機(jī)器人對工件物資進(jìn)行分揀，再把不同的物料送到相應(yīng)的工序。鑒于其系統(tǒng)自動化、客觀、非接觸和高精度的特點，被應(yīng)用于制造業(yè)、物流業(yè)以及服務(wù)行業(yè)等產(chǎn)業(yè)的工件物資分揀場景。伴隨新技術(shù)的發(fā)展，未來將有機(jī)器人視覺代替人工視覺發(fā)展趨勢與方向。該技術(shù)主要涉及視覺感知、圖像處理和機(jī)器人控制等方面的內(nèi)容，需要操作者具有工業(yè)視覺識別系統(tǒng)相關(guān)知識、能完成視覺系統(tǒng)的安裝調(diào)試；能完成視覺識別檢測流程的設(shè)計；能完成機(jī)器人程序的編寫；能完成整個視覺系統(tǒng)的聯(lián)調(diào)。通過項目的完成養(yǎng)成主動探究、勇于承擔(dān)、主動解決問題的素養(yǎng)。作為技術(shù)員，您將與團(tuán)隊成員共同了解工業(yè)機(jī)器人視覺工作站的組成、完成工業(yè)機(jī)器人視覺工作站的軟硬件安裝和系統(tǒng)搭建、對工作站進(jìn)行日常維護(hù)，對工作站通信進(jìn)行設(shè)置、學(xué)習(xí)視覺軟件的使用、設(shè)計視覺識別流程、編寫工業(yè)機(jī)器人視覺工作站分揀程序，最終完成整個工作站的聯(lián)調(diào)任務(wù)。

【項目情境】自動化機(jī)器人完成的每一道程序，都帶來人力成本的下降和工作效率的提高。工件分選是工業(yè)生產(chǎn)的重要組成部分。你所在的自動化公司接到了一個視覺工作站的建設(shè)項目，你需要了解常見視覺分揀工作站及視覺識別系統(tǒng)，能夠?qū)I(yè)視覺識別系統(tǒng)進(jìn)行歸納和對比，并根據(jù)要求對工作站的建設(shè)進(jìn)行設(shè)備選型和進(jìn)行建設(shè)方案設(shè)計，同時制訂好項目實施進(jìn)度并進(jìn)行視覺分揀工作站的硬件安裝。培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力、溝通交流能力及合作能力。

【任務(wù)描述】任務(wù)一視覺分揀工作站的結(jié)構(gòu)組成及安裝項目五工業(yè)機(jī)器人物料分揀視覺集成工作站應(yīng)用

【任務(wù)目標(biāo)】知識目標(biāo)1.知道工業(yè)視覺識別系統(tǒng)的基本應(yīng)用2.描述工業(yè)視覺識別系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成及作用3.描述視覺系統(tǒng)硬件安裝方法技能目標(biāo)1.具有利用輔助資料，查找工業(yè)視覺識別系統(tǒng)相關(guān)知識的能力2.具有在教師指導(dǎo)下，對相機(jī)鏡頭和相機(jī)的焦距及光源進(jìn)行調(diào)節(jié)的能力3.具有在教師的引導(dǎo)下，進(jìn)行小組學(xué)習(xí)的能力。素養(yǎng)目標(biāo)1.通過查找資料的方式，養(yǎng)成自主學(xué)習(xí)能力；2.通過小組合作，養(yǎng)成溝通交流能力。任務(wù)一視覺分揀工作站的結(jié)構(gòu)組成及安裝項目五工業(yè)機(jī)器人物料分揀視覺集成工作站應(yīng)用01

【任務(wù)準(zhǔn)備】什么是機(jī)器視覺呢？視覺是我們最強(qiáng)大的感知方式，我們可以在不實際接觸的情況下，通過視覺感知的方式獲取周圍環(huán)境的很多信息。在計算機(jī)出現(xiàn)后，人們開始嘗試將視覺感知能力賦予機(jī)器。機(jī)器視覺就是機(jī)器的視覺，換句話說：就是將視覺感知賦予機(jī)器，使機(jī)器具有和生物視覺系統(tǒng)類似的場景感知能力。機(jī)器視覺是人工智能正在快速發(fā)展的一個分支。機(jī)器視覺就是用機(jī)器代替人眼來來模擬人的視覺功能，實現(xiàn)對目標(biāo)對象的識別、判斷與測量。任務(wù)一視覺分揀工作站的結(jié)構(gòu)組成及安裝項目五工業(yè)機(jī)器人物料分揀視覺集成工作站應(yīng)用01

【任務(wù)準(zhǔn)備】一．工業(yè)視覺識別系統(tǒng)工作原理供光線以輔助圖像獲取，光學(xué)傳感器將外部場景轉(zhuǎn)換為電信號。圖像采集設(shè)備將信號轉(zhuǎn)換為圖像數(shù)據(jù),并傳送給圖像處理設(shè)備。圖像處理設(shè)備上運行機(jī)器視覺軟件,對圖像進(jìn)行分析、處理，并發(fā)送控制指令?？刂茊卧邮湛刂浦噶?結(jié)合輔助傳感器信息，控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動作。視覺系統(tǒng)工作流程如圖5-1-1所示。任務(wù)一視覺分揀工作站的結(jié)構(gòu)組成及安裝項目五工業(yè)機(jī)器人物料分揀視覺集成工作站應(yīng)用圖5-1-1機(jī)器視覺系統(tǒng)工作原理01

【任務(wù)準(zhǔn)備】二．工業(yè)視覺識別系統(tǒng)的特點在一些不適合于人工作業(yè)的危險工作環(huán)境或人工視覺難以滿足要求的場合，常用機(jī)器視覺來替代人工視覺；同時在大批量工業(yè)生產(chǎn)過程中，用人工視覺檢查產(chǎn)品質(zhì)量效率低且精度不高，用機(jī)器視覺檢測方法可以大大提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)的自動化程度。而且機(jī)器視覺易于實現(xiàn)信息集成,是實現(xiàn)計算機(jī)集成制造的基礎(chǔ)技術(shù)。一般情況下，工業(yè)視覺檢測系統(tǒng)主要是通過工業(yè)鏡頭來獲取圖像，通過顯示的圖片來區(qū)分產(chǎn)品的亮度，尺寸，顏色，缺陷。形狀大小等。因此，視覺檢測系統(tǒng)的速度與人工對比是更具有效率，并且可以完成24小時可重復(fù)性的工作。工業(yè)視覺檢測系統(tǒng)在應(yīng)用中特點如下表所示。工業(yè)視覺檢測設(shè)備通過視覺檢測系統(tǒng)代替人工，具有高精度、高速度、高穩(wěn)定性和高靈活性的特點。它的這些特點使得它在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著重要的作用，不僅提高了生產(chǎn)效率，還保證了產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。任務(wù)一視覺分揀工作站的結(jié)構(gòu)組成及安裝項目五工業(yè)機(jī)器人物料分揀視覺集成工作站應(yīng)用01

【任務(wù)準(zhǔn)備】特點特點描述高精度視覺檢測系統(tǒng)能夠精確地識別和檢測產(chǎn)品的各種缺陷和問題，如表面瑕疵、尺寸偏差等。相比之下，人工品檢容易受到主觀因素的影響，無法達(dá)到如此高的精度高速度視覺檢測系統(tǒng)能夠在短時間內(nèi)完成大量產(chǎn)品的檢測，大大提高了生產(chǎn)效率。而人工檢測需要耗費大量的時間和人力資源，效率低高穩(wěn)定性視覺檢測系統(tǒng)能夠穩(wěn)定地運行，并且不會受到外界環(huán)境的影響。相比之下，人工容易受到人員狀態(tài)、環(huán)境變化等因素的干擾，導(dǎo)致檢測結(jié)果的不穩(wěn)定性高靈活性視覺檢測系統(tǒng)可以根據(jù)不同產(chǎn)品的特點和要求進(jìn)行靈活的調(diào)整和優(yōu)化，適應(yīng)不同的生產(chǎn)需求。而人工檢測需要不斷培訓(xùn)和調(diào)整，成本和時間都較高任務(wù)一視覺分揀工作站的結(jié)構(gòu)組成及安裝項目五工業(yè)機(jī)器人物料分揀視覺集成工作站應(yīng)用01

【任務(wù)準(zhǔn)備】三．工業(yè)視覺識別系統(tǒng)的基本應(yīng)用目前，越來越多的工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用視覺系統(tǒng)。如今，自動化技術(shù)在我國發(fā)展迅猛，人們對于機(jī)器視覺的認(rèn)識更加深刻，對于它的看法也發(fā)生了很大的轉(zhuǎn)變。隨著機(jī)器視覺技術(shù)成熟與發(fā)展，不難發(fā)現(xiàn)它的應(yīng)用范圍也越來越廣泛。（一）圖像識別應(yīng)用圖像識別，是利用機(jī)器視覺對圖像進(jìn)行處理、分析和理解，以識別各種不同模式的目標(biāo)和對象。圖像識別在機(jī)器視覺領(lǐng)域中最為典型的應(yīng)用就是二維碼的識別，二維碼是我們平時常見的條形碼中最為普遍的一種。將大量的數(shù)據(jù)信息存儲在這小小的二維碼中，通過條碼對產(chǎn)品進(jìn)行跟蹤營理。通過機(jī)器視覺系統(tǒng)，可以方便的對各種材質(zhì)的條碼進(jìn)行識別讀取，大大提高了現(xiàn)代化生產(chǎn)的效率。任務(wù)一視覺分揀工作站的結(jié)構(gòu)組成及安裝項目五工業(yè)機(jī)器人物料分揀視覺集成工作站應(yīng)用01

【任務(wù)準(zhǔn)備】三．工業(yè)視覺識別系統(tǒng)的基本應(yīng)用（二）圖像檢測應(yīng)用檢測是機(jī)器視覺工業(yè)領(lǐng)域最主要的應(yīng)用之一，幾乎所有產(chǎn)品都需要檢測，而人工檢測存在著較多的弊端，人工檢測準(zhǔn)確性低，長時間工作的活，準(zhǔn)確性更是無法保證，而且檢測速度慢，容易影響整個生產(chǎn)過程的效率。因此，機(jī)器視覺在圖像檢測的成用方面也非常的廣泛。（三）視覺定位應(yīng)用視覺定位要求機(jī)器視覺系統(tǒng)能夠快速準(zhǔn)確的找到被測零件并確認(rèn)其位置，在半導(dǎo)體封裝領(lǐng)域，設(shè)備需要根據(jù)機(jī)器視覺取得的芯片位置信息調(diào)整治取頭，準(zhǔn)確拾取芯片并進(jìn)行綁定，這就是視覺定位在機(jī)器視覺工業(yè)領(lǐng)域一種基本應(yīng)用。任務(wù)一視覺分揀工作站的結(jié)構(gòu)組成及安裝項目五工業(yè)機(jī)器人物料分揀視覺集成工作站應(yīng)用01

【任務(wù)準(zhǔn)備】三．工業(yè)視覺識別系統(tǒng)的基本應(yīng)用（四）物體測量應(yīng)用機(jī)器視覺工業(yè)應(yīng)用最大的特點就是其非接觸測量技術(shù)，同樣具有高精度和高速度的性能。但非接較無磨損，消除了直接測量可能造成的“二次損傷”隱患。（五）物體分揀應(yīng)用實際上物體分揀應(yīng)用是建立在四種識別檢測之后各環(huán)節(jié)。通過機(jī)器視覺系統(tǒng)將圖像進(jìn)行處理，從而實現(xiàn)分揀，例如在機(jī)器視覺工業(yè)應(yīng)用中常用于食品分揀零件表面瑕疵自動分揀棉花纖維分揀等任務(wù)一視覺分揀工作站的結(jié)構(gòu)組成及安裝項目五工業(yè)機(jī)器人物料分揀視覺集成工作站應(yīng)用01

【任務(wù)準(zhǔn)備】四．工業(yè)視覺識別系統(tǒng)基本組成機(jī)器視覺由光學(xué)系統(tǒng)、圖像處理系統(tǒng)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)及人機(jī)界面組成。（一）光學(xué)系統(tǒng)（眼球結(jié)構(gòu)）光學(xué)系統(tǒng)是機(jī)器視覺系統(tǒng)中不可或缺的部分，是用于采集適于處理的圖片信息，如果沒有適合的光學(xué)系統(tǒng)采集適于處理的圖片，則難以有效地完成圖像檢測，甚至直接導(dǎo)致檢測的失敗。因此，適合的光學(xué)系統(tǒng)是成功完成機(jī)器視覺應(yīng)用的前提條件。一個典型的光學(xué)系統(tǒng)包括光源、相機(jī)、鏡頭。任務(wù)一視覺分揀工作站的結(jié)構(gòu)組成及安裝項目五工業(yè)機(jī)器人物料分揀視覺集成工作站應(yīng)用01

【任務(wù)準(zhǔn)備】四．工業(yè)視覺識別系統(tǒng)基本組成

1.光源的選擇光源作為其中重要組成部分，直接關(guān)系到系統(tǒng)的成敗。在視覺系統(tǒng)中圖像是核心，選擇合適的光源能夠呈現(xiàn)一幅好的圖像，能夠簡化算法提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，一幅圖像如果曝光過度則會隱藏很多重要的信息，出現(xiàn)陰影則會引起邊緣誤判，圖像不均勻則會導(dǎo)致閾值選擇困難。因此要保證有較好的圖像效果，就必須要選擇一個合適的光源。目前，理想的視覺光源有高頻熒光燈、光纖鹵素?zé)?、氙氣燈、LED光源。應(yīng)用最多是LED光源，根據(jù)工業(yè)具體場景選擇合適光源。常見LED光源如下表5-1-1任務(wù)一視覺分揀工作站的結(jié)構(gòu)組成及安裝項目五工業(yè)機(jī)器人物料分揀視覺集成工作站應(yīng)用01

【任務(wù)準(zhǔn)備】四．工業(yè)視覺識別系統(tǒng)基本組成光源類型特點應(yīng)用環(huán)形光源LED燈珠排布成環(huán)形與圓心軸成一定夾角，有不同照射角度、不同顏色等類型，可以突出物體的三維信息;解決多方向照明陰影問題;圖像出現(xiàn)燈影情況可選配漫射板，讓光線均勻擴(kuò)散。螺絲尺寸缺陷檢測，IC定位字符檢測，電路板焊錫檢查，顯微鏡照明等。任務(wù)一視覺分揀工作站的結(jié)構(gòu)組成及安裝項目五工業(yè)機(jī)器人物料分揀視覺集成工作站應(yīng)用01

【任務(wù)準(zhǔn)備】四．工業(yè)視覺識別系統(tǒng)基本組成光源類型特點應(yīng)用條形光源LED燈珠排布成長條形。多用于單邊或多邊以一定角度照射物體。突出物體的邊緣特征，可根據(jù)實際情況多條自由組合，照射角度與安裝距離隨有較好自由度。適用較大結(jié)構(gòu)被測物。電子元件縫隙檢測，圓柱體表面缺陷檢測，包裝盒印刷檢測，藥水袋輪廓檢測等。任務(wù)一視覺分揀工作站的結(jié)構(gòu)組成及安裝項目五工業(yè)機(jī)器人物料分揀視覺集成工作站應(yīng)用01

【任務(wù)準(zhǔn)備】五．工業(yè)視覺識別系統(tǒng)基本組成光源類型特點應(yīng)用同軸光源經(jīng)面光源采用分光鏡設(shè)計。適用于粗糙程度不同、反光強(qiáng)或不平整的表面區(qū)域，檢測雕刻圖案、裂縫、劃傷、低反光與高反光區(qū)域分離、消除陰影等。需要注意的是同軸光源經(jīng)過分光設(shè)計有一定的光損失需要考慮亮度，并且不適用于大面積照射。玻璃和塑料膜輪廓和定位檢測，IC字符及定位檢測，晶片表面雜質(zhì)和劃痕檢測等。任務(wù)一視覺分揀工作站的結(jié)構(gòu)組成及安裝項目五工業(yè)機(jī)器人物料分揀視覺集成工作站應(yīng)用01

【任務(wù)準(zhǔn)備】五．工業(yè)視覺識別系統(tǒng)基本組成光源類型特點應(yīng)用圓頂光源LED燈珠安裝在底部通過半球內(nèi)壁反射涂層漫反射均勻照射物體。圖像整體的照度十分均勻，適用反光較強(qiáng)金屬、玻璃、凹凸表面、弧形表面檢測。儀表盤刻度檢測，金屬罐字符噴碼檢測，芯片金線檢測，電子元件印刷檢測等。任務(wù)一視覺分揀工作站的結(jié)構(gòu)組成及安裝項目五工業(yè)機(jī)器人物料分揀視覺集成工作站應(yīng)用01

【任務(wù)準(zhǔn)備】五．工業(yè)視覺識別系統(tǒng)基本組成光源類型特點應(yīng)用背光源LED燈珠排布成一個面（底面發(fā)光）或者從光源四周排布一圈（側(cè)面發(fā)光）。常用于突出物體的外形輪廓特征，適用于大面積照射，背光一般放置于物體底部需要考慮機(jī)構(gòu)是否適合安裝，在較高的檢測精度下可以加強(qiáng)出光平行性來提升檢測精度機(jī)械零件尺寸及邊緣缺陷的測量，飲料液位及雜質(zhì)檢測、手機(jī)屏漏光檢測，印刷海報缺陷檢測，塑料膜邊緣接縫檢測等。任務(wù)一視覺分揀工作站的結(jié)構(gòu)組成及安裝項目五工業(yè)機(jī)器人物料分揀視覺集成工作站應(yīng)用01

【任務(wù)準(zhǔn)備】五．工業(yè)視覺識別系統(tǒng)基本組成光源類型特點應(yīng)用點光源高亮LED，體積小，發(fā)光強(qiáng)度高；多用在配合遠(yuǎn)心鏡頭使用，一種非直接同軸光源，檢測視野較小。手機(jī)內(nèi)屏隱形電路檢測，MARK點定位，玻璃表面劃痕檢測，液晶玻璃底基校正檢測等。任務(wù)一視覺分揀工作站的結(jié)構(gòu)組成及安裝項目五工業(yè)機(jī)器人物料分揀視覺集成工作站應(yīng)用01

【任務(wù)準(zhǔn)備】五．工業(yè)視覺識別系統(tǒng)基本組成光源類型特點應(yīng)用線光源高亮LED排布，采用導(dǎo)光柱聚光，光線呈一條亮帶，通常用于線陣相機(jī)，采用側(cè)向照射或底部照射，線光源也可以不使用聚光透鏡讓光線發(fā)散，增加照射面積也可在前段添加分光鏡，轉(zhuǎn)變?yōu)橥S線光源液晶屏表面灰塵檢測，玻璃劃痕及內(nèi)部裂紋檢測，布匹紡織均勻檢測等。任務(wù)一視覺分揀工作站的結(jié)構(gòu)組成及安裝項目五工業(yè)機(jī)器人物料分揀視覺集成工作站應(yīng)用01

【任務(wù)準(zhǔn)備】四．工業(yè)視覺識別系統(tǒng)基本組成

2.工業(yè)相機(jī)的選擇工業(yè)相機(jī)是機(jī)器視覺系統(tǒng)中的一個關(guān)鍵組件，本質(zhì)的功能就是將光信號轉(zhuǎn)變成為有序的電信號。選擇合適的相機(jī)也是機(jī)器視覺系統(tǒng)設(shè)計中的重要環(huán)節(jié)，相機(jī)的不僅是直接決定所采集到的圖像分辨率、圖像質(zhì)量等，同時也與整個系統(tǒng)的運行模式直接相關(guān)。主要參數(shù)如下：分辨率（Resolution）：相機(jī)每次采集圖像的像素點數(shù)（Pixels），對于數(shù)字相機(jī)一般是直接與光電傳感器的像元數(shù)對應(yīng)的，對于模擬相機(jī)則是取決于視頻制式，PAL制為768*576，NTSC制為640*480。像素深度（PixelDepth）：即每像素數(shù)據(jù)的位數(shù)，一般常用的是8Bit，對于數(shù)字相機(jī)一般還會有10Bit、12Bit等。任務(wù)一視覺分揀工作站的結(jié)構(gòu)組成及安裝項目五工業(yè)機(jī)器人物料分揀視覺集成工作站應(yīng)用01

【任務(wù)準(zhǔn)備】四．工業(yè)視覺識別系統(tǒng)基本組成最大幀率（FrameRate）/行頻（LineRate）：相機(jī)采集傳輸圖像的速率，對于面陣相機(jī)一般為每秒采集的幀數(shù)（Frames/Sec.），對于線陣相機(jī)為每秒采集的行數(shù)（Hz）。曝光方式（Exposure）和快門速度（Shutter）：對于線陣相機(jī)都是逐行曝光的方式，可以選擇固定行頻和外觸發(fā)同步的采集方式，曝光時間可以與行周期一致，也可以設(shè)定一個固定的時間；面陣相機(jī)有幀曝光、場曝光和滾動行曝光等幾種常見方式，數(shù)字相機(jī)一般都提供外觸發(fā)采圖的功能。快門速度一般可到10微秒，高速相機(jī)還可以更快。像元尺寸（PixelSize）：像元大小和像元數(shù)（分辨率）共同決定了相機(jī)靶面的大小。目前數(shù)字相機(jī)像元尺寸一般為3μm-10μm，一般像元尺寸越小，制造難度越大，圖像質(zhì)量也越不容易提高。光譜響應(yīng)特性（SpectralRange）：是指該像元傳感器對不同光波的敏感特性，一般響應(yīng)范圍是350nm－1000nm，一些相機(jī)在靶面前加了一個濾鏡，濾除紅外光線，如果系統(tǒng)需要對紅外感光時可去掉該濾鏡。任務(wù)一視覺分揀工作站的結(jié)構(gòu)組成及安裝項目五工業(yè)機(jī)器人物料分揀視覺集成工作站應(yīng)用01

【任務(wù)準(zhǔn)備】四．工業(yè)視覺識別系統(tǒng)基本組成常見工業(yè)相機(jī)類型如下表所示。分類方式相機(jī)類型特點按采集方式分類面陣相機(jī)面陣工業(yè)相機(jī)是以面為單位進(jìn)行圖像采集，可以直接獲得完整的二維圖像信息。雖然面陣相機(jī)的像元總數(shù)較多，但分布到每一行的像素單元卻少于線陣相機(jī)，因此面陣相機(jī)的分辨率和掃描頻率一般低于線陣相機(jī)。用于面積、形狀、位置測量或表面質(zhì)量檢測等，直接獲取二維圖形能一定程度上減少圖像處理算法復(fù)雜度。線陣相機(jī)由于線陣相機(jī)的感光元素呈現(xiàn)“線”狀，采集到的圖像信息也是線狀，為了采集完整的圖像信息，往往需要配合掃描運動。如采集勻速直線運動金屬、纖維等材料的圖像。線陣圖像傳感器以CCD為主，市場上曾經(jīng)也出現(xiàn)過一些線陣CMOS圖像傳感器，但是，線陣CCD仍是主流。目前，陷陣CCD加掃描運動獲取圖像的方案應(yīng)用廣泛，尤其在要求視場范圍大、圖像分辨率高的情況下。任務(wù)一視覺分揀工作站的結(jié)構(gòu)組成及安裝項目五工業(yè)機(jī)器人物料分揀視覺集成工作站應(yīng)用01

【任務(wù)準(zhǔn)備】五．工業(yè)視覺識別系統(tǒng)基本組成分類方式相機(jī)類型特點按色彩分類黑白相機(jī)輸出圖像是黑白的就是黑白工業(yè)相機(jī)，當(dāng)光線照射到感光芯片時，光子信號會轉(zhuǎn)換成電子信號。由于光子的數(shù)目與電子的數(shù)目成比例，主要統(tǒng)計出電子數(shù)目就能形成反應(yīng)光線強(qiáng)弱的黑白圖像。經(jīng)過相機(jī)內(nèi)部的微處理器處理，輸出就是一幅數(shù)字圖像。在黑白相機(jī)中，光的顏色信息是沒有被保留的。彩色相機(jī)輸出圖像是彩色的就是彩色工業(yè)相機(jī)，實際上CCD是無法區(qū)分顏色的，只能感受到信號的強(qiáng)弱。在這種情況下為了采集彩色圖像，理論上可以使用分光棱鏡將光線分成光學(xué)三原色（RGB），接著使用三個CCD去分別感知強(qiáng)弱，最好在綜合到一起。這種方案理論上可行，但是采用3個CCD加分光棱鏡使得成本驟增。最好的辦法是僅使用一個CCD也能輸出各種彩色分量。但彩色圖像的細(xì)節(jié)處會出現(xiàn)偽彩色，導(dǎo)致精度降低。任務(wù)一視覺分揀工作站的結(jié)構(gòu)組成及安裝項目五工業(yè)機(jī)器人物料分揀視覺集成工作站應(yīng)用01

【任務(wù)準(zhǔn)備】五．工業(yè)視覺識別系統(tǒng)基本組成3.鏡頭的選擇鏡頭的基本功能就是實現(xiàn)光束變換（調(diào)制），在機(jī)器視覺系統(tǒng)中，鏡頭的主要作用是將目標(biāo)成像在圖像傳感器的光敏面上。鏡頭的質(zhì)量直接影響到機(jī)器視覺系統(tǒng)的整體性能，合理地選擇和安裝鏡頭，是機(jī)器視覺系統(tǒng)設(shè)計的重要環(huán)節(jié)。在評價工業(yè)鏡頭質(zhì)量時一般還會從分辨率、明銳度和景深等幾個實用參數(shù)判斷：分辨率(Resolution)：又稱鑒別率、解像力，指鏡頭清晰分辨被攝景物纖維細(xì)節(jié)的能力，制約工業(yè)鏡頭分辨率的原因是光的衍射現(xiàn)象，即衍射光斑(愛里斑)。分辨率的單位是“線對/毫米“(lp/mm)。明銳度(Acutance)：也稱對比度，是指圖像中最亮和最暗的部分的對比度。景深(DOF)：在景物空間中，位于調(diào)焦物平面前后一定距離內(nèi)的景物，還能夠結(jié)成相對清晰的影像。上述位于調(diào)焦物平面前后的能結(jié)成相對清晰影像的景物間之縱深距離，也就是能在實際像平面上獲得相對清晰影像的景物空間深度范圍，稱為景深。任務(wù)一視覺分揀工作站的結(jié)構(gòu)組成及安裝項目五工業(yè)機(jī)器人物料分揀視覺集成工作站應(yīng)用01

【任務(wù)準(zhǔn)備】四．工業(yè)視覺識別系統(tǒng)基本組成最大相對孔徑與光圈系數(shù)：相對孔徑，是指該工業(yè)鏡頭的入射光孔直徑(用D表示)與焦距(用f表示)之比，即：相對孔徑=D/f。相對孔徑的倒數(shù)稱為光圈系數(shù)(aperturescale)，又稱為f/制光圈系數(shù)或光孔號碼。一般鏡頭的相對孔徑是可以調(diào)節(jié)的，其最大相對孔徑或光圈系數(shù)往往標(biāo)示在工業(yè)鏡頭上，如1:1.2或f/1.2。如果拍攝現(xiàn)場的光線較暗或曝光時間很短，則需要盡量選擇最大相對孔徑較大的工業(yè)鏡頭。任務(wù)一視覺分揀工作站的結(jié)構(gòu)組成及安裝項目五工業(yè)機(jī)器人物料分揀視覺集成工作站應(yīng)用01

【任務(wù)準(zhǔn)備】四．工業(yè)視覺識別系統(tǒng)基本組成目前市場主流的機(jī)器視覺圖像處理系統(tǒng)有兩種：PCBased系統(tǒng)和嵌入式系統(tǒng)。圖像處理系統(tǒng)是機(jī)器視覺系統(tǒng)的核心，包括軟件和硬件兩部分。光學(xué)系統(tǒng)取得圖像后，圖像處理系統(tǒng)對圖像進(jìn)行處理分析和計算并輸出檢測結(jié)果，完成與工業(yè)機(jī)器人之間控制信息和圖像處理數(shù)據(jù)的通信任務(wù)。圖像處理一般流程如圖5-1-2示。圖5-1-2圖像處理的一般流程任務(wù)一視覺分揀工作站的結(jié)構(gòu)組成及安裝項目五工業(yè)機(jī)器人物料分揀視覺集成工作站應(yīng)用01

【任務(wù)準(zhǔn)備】四．工業(yè)視覺識別系統(tǒng)基本組成（二）圖像處理系統(tǒng)PCBased系統(tǒng)：PCBased系統(tǒng)采用PC作為處理平臺,通過圖像采集卡和模擬相機(jī)或直接通過數(shù)字相機(jī)采集圖片,依托PC處理平臺,處理速度快，可運行復(fù)雜的圖像處理算法;可帶多個相機(jī);可根據(jù)用戶要求自行開發(fā)處理程序和用戶界面。但由于其開發(fā)工具為高級編程語言，開發(fā)周期長,難度大，維護(hù)成本較高。等同自行重新開發(fā)完成新的應(yīng)用模塊嵌入式系統(tǒng)：嵌入式系統(tǒng)將相機(jī)、圖像采集模塊、處理器、存儲器、通訊模塊、I/O集成一體，穩(wěn)定性更高，開發(fā)周期較短，難度相對較低，但由于其硬件結(jié)構(gòu)限制,通常只能帶一至兩個相機(jī)，程序開發(fā)不如PCBased系統(tǒng)靈活，運行速度和算法復(fù)雜度不如PCBased系統(tǒng)。等同購入公版模塊,方便但用途受限任務(wù)一視覺分揀工作站的結(jié)構(gòu)組成及安裝項目五工業(yè)機(jī)器人物料分揀視覺集成工作站應(yīng)用01

【任務(wù)準(zhǔn)備】四．工業(yè)視覺識別系統(tǒng)基本組成（二）圖像處理系統(tǒng)兩種系統(tǒng)各有利弊。檢測點數(shù)少,檢測要求可能發(fā)生變化，項目周期緊急的應(yīng)用更適合選用嵌入式系統(tǒng)。檢測點數(shù)多，速度要求高,檢測要求相對穩(wěn)定，項目周期寬松的應(yīng)用更適合選用PCBased系統(tǒng)。開發(fā)平臺、應(yīng)用軟件、圖像處理軟件是否先進(jìn)是機(jī)器視覺應(yīng)用成功的關(guān)鍵。任務(wù)一視覺分揀工作站的結(jié)構(gòu)組成及安裝項目五工業(yè)機(jī)器人物料分揀視覺集成工作站應(yīng)用01

【任務(wù)準(zhǔn)備】四．工業(yè)視覺識別系統(tǒng)基本組成(三）執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu)是視覺系統(tǒng)中的重要部分。執(zhí)行機(jī)構(gòu)通常由控制器和具體的執(zhí)行設(shè)備組成，如機(jī)械手、自動化裝備、工業(yè)機(jī)器人等。這些設(shè)備和系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)線上承擔(dān)著重要的角色，能夠根據(jù)圖像處理和分析的結(jié)果，自動完成各種操作，如零件的抓取、放置、檢測等，從而提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。此外，執(zhí)行機(jī)構(gòu)還可能包括輔助傳感器，這些傳感器能夠提供額外的信息，幫助系統(tǒng)更準(zhǔn)確地執(zhí)行任務(wù)。任務(wù)一視覺分揀工作站的結(jié)構(gòu)組成及安裝項目五工業(yè)機(jī)器人物料分揀視覺集成工作站應(yīng)用01

【任務(wù)準(zhǔn)備】四．工業(yè)視覺識別系統(tǒng)基本組成（四）人機(jī)界面工業(yè)機(jī)器視覺的人機(jī)界面主要涉及人機(jī)交互和信息交換的媒介，即HumanMachineInterface(HMI)。HMI作為人機(jī)交互的橋梁，在工業(yè)機(jī)器視覺系統(tǒng)中扮演著至關(guān)重要的角色。它不僅提供了與用戶進(jìn)行交互的界面，還負(fù)責(zé)處理和顯示從機(jī)器視覺系統(tǒng)獲取的數(shù)據(jù)，使用戶能夠直觀地理解和控制機(jī)器視覺系統(tǒng)的運作。任務(wù)一視覺分揀工作站的結(jié)構(gòu)組成及安裝項目五工業(yè)機(jī)器人物料分揀視覺集成工作站應(yīng)用01

【任務(wù)準(zhǔn)備】四．工業(yè)視覺識別系統(tǒng)基本組成（四）人機(jī)界面這些HMI系統(tǒng)通過提供直觀的操作界面和強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力，使得工業(yè)機(jī)器視覺系統(tǒng)的操作更加便捷，同時也提高了系統(tǒng)的可靠性和效率。名稱特點臺達(dá)DOP系列人機(jī)界面提供了基本型、標(biāo)準(zhǔn)型、進(jìn)階型、手持型等多種類型的人機(jī)界面，內(nèi)置HMI編程軟件DOPSoft4.0及Lua編輯器，具備警報提示、歷史數(shù)據(jù)及用戶權(quán)力管理等功能進(jìn)階型人機(jī)界面采用Cortex-A7雙核心1GHz高速處理器，搭配高亮度、高對比度、高彩的16位或24位LCD顯示屏幕，提供絕佳的畫質(zhì)體驗威綸通人機(jī)界面提供了多種型號，包括MT6050i、MT6056i、MT6070i、MT6100i（普及性）、MT8000（高級帶以太網(wǎng)系列）、MT6000series（通用型）、TK6000series（通用型）、MT8000series（網(wǎng)絡(luò)型）、MT8000Xseries（專業(yè)型）等，這些產(chǎn)品以嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)和國際認(rèn)證，保證了高品質(zhì)的用戶體驗顯控人機(jī)界面作為系統(tǒng)和用戶之間進(jìn)行交互和信息交換的媒介，實現(xiàn)信息的內(nèi)部形式與人類可以接受形式之間的轉(zhuǎn)換。顯控人機(jī)界面在工業(yè)與商業(yè)上的應(yīng)用廣泛，包括輸入和輸出兩種基本功能，輸入指的是由人來進(jìn)行機(jī)械或設(shè)備的操作，而輸出指的是由機(jī)械或設(shè)備發(fā)出來的通知任務(wù)一視覺分揀工作站的結(jié)構(gòu)組成及安裝項目五工業(yè)機(jī)器人物料分揀視覺集成工作站應(yīng)用02

【任務(wù)實施】一.視覺分揀工作站工作站硬件設(shè)備選型機(jī)器視覺系統(tǒng)是基于機(jī)器視覺技術(shù)為機(jī)器或自動化生產(chǎn)線建立的一套數(shù)據(jù)系統(tǒng)。機(jī)器視覺系統(tǒng)部件主要包括光源、鏡頭、工業(yè)攝像機(jī)、圖像采集卡、鏡頭、圖像處理設(shè)備等。以下為本工作站設(shè)備采用的部件型號及主要性能和優(yōu)勢，如下表5-1-1所示。主要部件型號主要性能和優(yōu)勢相機(jī)MV-CU060-10GC彩色600萬像素(?？低?①優(yōu)化硬件設(shè)計，性能穩(wěn)定，低功耗設(shè)計②支持自動和手動增益、曝光時間等參數(shù)調(diào)節(jié)③支持硬觸發(fā)、軟觸發(fā)及自由運行模式④千兆網(wǎng)接口,無中繼情況下,最大傳輸距離可到100m⑤兼容GigEVisionV2.0協(xié)議和GenICam標(biāo)準(zhǔn)，無縫接入第三方軟件平臺⑥普惠型相機(jī)，價格相對低廉任務(wù)一視覺分揀工作站的結(jié)構(gòu)組成及安裝項目五工業(yè)機(jī)器人物料分揀視覺集成工作站應(yīng)用02

【任務(wù)實施】一.視覺分揀工作站工作站硬件設(shè)備選型主要部件型號主要性能和優(yōu)勢鏡頭FA1201-5MP（華騰威視）①可手動調(diào)節(jié)光圈和焦距②使用簡單，直接安裝即可使用③價格便宜任務(wù)一視覺分揀工作站的結(jié)構(gòu)組成及安裝項目五工業(yè)機(jī)器人物料分揀視覺集成工作站應(yīng)用02

【任務(wù)實施】一.視覺分揀工作站工作站硬件設(shè)備選型主要部件型號主要性能和優(yōu)勢光源環(huán)形光源RL100-A30-W(華騰威視)）①突出物體的三維信息②可解決多方向照明陰影問題③圖像出現(xiàn)燈影情況可選配漫射板，讓光線均勻擴(kuò)散。④價格便宜任務(wù)一視覺分揀工作站的結(jié)構(gòu)組成及安裝項目五工業(yè)機(jī)器人物料分揀視覺集成工作站應(yīng)用02

【任務(wù)實施】二.視覺分揀工作站硬件安裝與調(diào)試（一）視覺分揀工作站硬件安裝步驟如下表所示序號步驟描述1材料準(zhǔn)備配備規(guī)格相符拆裝工具，根據(jù)配置清單清點工作站器件2網(wǎng)絡(luò)安裝用網(wǎng)線將相機(jī)的網(wǎng)路接口與路由器的網(wǎng)絡(luò)接口連接。任務(wù)一視覺分揀工作站的結(jié)構(gòu)組成及安裝項目五工業(yè)機(jī)器人物料分揀視覺集成工作站應(yīng)用02

【任務(wù)實施】二.視覺分揀工作站硬件安裝與調(diào)試序號步驟描述3固定相機(jī)位置通過調(diào)整靈活機(jī)械部件將相機(jī)支架安裝到合適位置。任務(wù)一視覺分揀工作站的結(jié)構(gòu)組成及安裝項目五工業(yè)機(jī)器人物料分揀視覺集成工作站應(yīng)用02

【任務(wù)實施】二.視覺分揀工作站硬件安裝與調(diào)試序號步驟描述4相機(jī)電源接線相機(jī)電源線一端接到相機(jī)電源接口如圖5-1-3所示；另一端與光源電源線集成到六針航空插上，如圖5-1-4所示；將航空插安裝到對應(yīng)電氣接口中，如圖5-1-5。圖5-1-3圖5-1-4圖5-1-5任務(wù)一視覺分揀工作站的結(jié)構(gòu)組成及安裝項目五工業(yè)機(jī)器人物料分揀視覺集成工作站應(yīng)用02

【任務(wù)實施】二.視覺分揀工作站硬件安裝與調(diào)試序號步驟描述5光源控制器接線①將航空插轉(zhuǎn)換過來的光源線連接到CH1上，如圖5-1-6所示；②將控制線連接到CH1上，如圖5-1-7所示；③最后接上控制器電源線，如5-1-8所示。圖5-1-6圖5-1-7圖5-1-8任務(wù)一視覺分揀工作站的結(jié)構(gòu)組成及安裝項目五工業(yè)機(jī)器人物料分揀視覺集成工作站應(yīng)用02

【任務(wù)實施】二.視覺分揀工作站硬件安裝與調(diào)試（二）視覺分揀工作站硬件調(diào)試視覺分揀工作站硬件安裝完成后進(jìn)行調(diào)試，視覺分揀工作站硬件調(diào)試步驟如表5-1-7所示序號步驟