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五金电子行业视觉检测解决方案

产品系列:五金电子行业视觉检测解决方案

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  【课件】第八章视觉检测ppt_语文_初中造就_造就专区。第八章 视觉检测 ? 本章正在对视觉检测身手实行通盘 总结的根蒂上,核心讲述视觉传感器、 数字图像检测与措置的基础外面,并 以呆板人视觉编制和自愿调焦编制为 例,注解视觉检测编制正在现实中的应 用。

  第八章 视觉检测 ? 本章正在对视觉检测身手实行通盘 总结的根蒂上,核心讲述视觉传感器、 数字图像检测与措置的基础外面,并 以呆板人视觉编制和自愿调焦编制为 例,注解视觉检测编制正在现实中的应 用。 8.1 视觉检测身手概述 ? 8.1.1 视觉检测及特征 ? 视觉检测的基础工作即是要杀青物体几何尺寸的切确 检测或对物体已毕切确定位。 ? 视觉检测身手即是欺骗图像检测器件(如CCD摄像 器件) 收集图像,并用估量机模仿人眼的视觉性能, 从图像或图像序列中提解除息,对客观寰宇的三维景 物和物体实行形式和运动识别。 ? 视觉检测的方针之一即是要寻找人类视觉纪律, 而开辟出从图像输入到自然景物阐述的图像判辨编制 ? 视觉检测具有非接触、动态相应疾、量程大、可 直接与估量机联接等益处,视觉检测所能检测的对象 相当通常,可能说对对象是不加拣选的。 8.1 视觉检测身手概述 ? 8.1.2 视觉检测编制的构成 ? 视觉检测编制的组成如图所示。 ? 狭义的视觉传感器可能只席卷摄像器件,广义的 视觉传感器除了镜头和摄像器件外,还可能席卷 光源、图像存储体和微措置器件与图像存储体以 及微措置器等片面集成正在一齐的数字器件。 8.1 视觉检测身手概述 ? 一、光源 ? 1.光源的拣选 用于视觉检测的光源应餍足以下几点哀求: ? (1)照度要适中 (2)亮度要平均 ? (3)亮度要稳固 (4)不应发生暗影 ? (5)照度可调 ? 2.光源的照明格式 光源的照明寻常有以下几种格式,图如书308页所 示。 漫反射照明格式、透射照明格式、布局光照明格式 和定向照明格式 8.1 视觉检测身手概述 ? 二、镜头 1.镜头的效率 ? (1)成像性能(2)聚焦性能 (3)变焦性能 2.镜头的身手目标 ? (1)焦距 (2)光圈 (3)装配格式 3.镜头的品种 ? 遵守焦距巨细可能分为广角镜头、模范镜头、长焦 距镜头;按变焦格式可能分为固定焦距镜头、手动变焦 距镜头、电动变焦距镜头;按光圈格式可能分为固定光 圈镜头、手动变光圈镜头、自愿变光圈镜头;按装配方 式可能分为普及装配镜头、障翳装配镜头。 8.1 视觉检测身手概述 ? 三、图像存储体 ? 图像存储体可能分为外置式和内置式两种。 外置式图像存储体为独立单位,它寻常孤独供 电,性能较为通盘,可能合用于微机编制、笔 记本电脑、微措置器和可编程担任器等,本钱 也较高。内置式图像存储体寻常为卡式布局称 为图像卡),可能直接插入估量机扩展槽内, 利用便当、本钱低,并可能充实欺骗估量机的 软硬件资源。 8.1 视觉检测身手概述 ? 8.1.3 估量机视觉 ? 一、估量机视觉 ? 二、估量机视觉要抵达的方针 1.遵照一幅或众幅二维投影图像估量出观 察点到倾向物体的隔断。 2.遵照一幅或众幅二维投影图像估量出目 标物体的运动参数。 3.遵照一幅或众幅二维投影图像估量出目 标物体的外貌物理本质。 8.1 视觉检测身手概述 4.遵照众幅二维投影图像克复出更大空间区 域的投影图像。 ? 估量机视觉要抵达的最终方针是杀青欺骗 估量机对付三维景物寰宇的判辨,即杀青人的 视觉编制的某些性能。 ? 估量机视觉探讨的性质题目即是欺骗二维 投影图像来重够三维物体的可视片面。 ? 三、杀青估量机视觉的途径 1.仿生学伎俩 2.工程伎俩 8.2 视觉传感器 ? 摄像器件称为视觉传感器。它的效率相当 于人眼的视网膜。摄像器件的重要效率是将镜 头所成的像变动为数字或模仿电信号输出。它 是视觉检测的中枢部件。 ? 8.2.1 CCD的基础事业道理 ? CCD有两种基础类型:一是电钱袋存储正在半 导体与绝缘体之间的界面,吉祥彩彩票并沿界面传输,这 类器件称为外貌沟道 CCD(SCCD);二是电钱袋 存储正在离半导体外貌肯定深度的体内,并正在半 导体内沿肯定对象传输,这类器件称为体沟道 或埋沟道器件(BCCD)。 8.2 视觉传感器 ? 一、CCD光敏元件事业道理 CCD基础布局图 8.2 视觉传感器 ? 二、电荷变化道理 CCD变化电压 CCD电荷变化道理 8.2 视觉传感器 ? 三、CCD的输入-输出布局 1.电荷注入 2.电荷输出 ? 四、CCD的特质参数 1.变化出力和变化耗损率 2.事业频率 ? 8.2.2 CCD器件 视觉检测编制采用的摄像机分为电子管式摄像机和 固体器件摄像机CCD两种。CCD是欺骗内光电效应由单个 光敏元件组成的集成化光电传感器。它集电荷存贮、移 位和输出为一体。操纵于成像身手、数据存贮和信号处 理电道等。 8.2 视觉传感器 ? 一、CCD线阵摄像器件事业道理。 线阵列固体摄像器件基础布局简图如图所示。 线型CCD 摄像器件有两种基础体例:一是 单沟道线型 ICCD,另一是双沟道线 视觉传感器 ? 二、面阵ICCD ? 场传输面阵CCD和行传输面型CCD布局道理如图。 8.2 视觉传感器 ? 三、ICCD的基础特质参数 1.转换特质 2. 动态规模 3.离别率 ? 8.2.3 光电地点传感器(PSD) ? 光电地点传感器(PSD)是一种对入射到 光敏面上的光点地点敏锐的光电器件,其输出 信号与光点正在光敏面上的地点相闭。它欺骗半 导体的横向光电效应来丈量入射点的地点。目 前正在光学定位、跟踪、位移、角度丈量和虚拟 实际兴办中得到了通常的操纵。 ? PSD分为一维和二维两品种型。 8.2 视觉传感器 ? 一、一维PSD的事业道理 图是PSD的断面布局示贪图。 ? 二、二维PSD的事业道理 二维PSD输出信号和光点地点之间干系如图所示。 8.2 视觉传感器 ? PSD具有以下几个特征: 1.相应速率高; 2.地点离别率高; 3.地点输出与光点强度及尺寸无闭,只与 其入射光点的地点相闭; 4.可同时检测入射光点的强度和地点,将 输出信号实行运算措置后可获得地点输出信号, 而 将全数信号电极的输出相加后获得与入射 光强成正比的输出。 8.3 数码影相机 ? 数码影相机又称数字影相机,跟着电脑的 普及对电脑图像措置身手的认同,数码影相机 正在视觉检测方面获得了通常的操纵。 ? 8.3.1 数码影相机的特征 1.用处的众样性 2.直接数字化 3.无污染 4.即拍即显 5.图、声同时记实 6.众样大白 7.神速远隔断传送 8.操纵活跃性大 9.寻常耗费低 8.3 数码影相机 ? 8.3.2 数码影相机的构成道理 ? 一、数码影相机的构成道理 数码影相机重要由光学镜头、感光传感器 (CCD或CMOS)、模数转换器(A/D)、图像处 理器(DSP)、图像存储器(Memory)、液晶 显示器(LCD)、端口、电源和闪光灯等构成。 数码影相机是欺骗光电传感器(CCD或CMOS) 的图像感受性能,将物体反射的光转换为数码 信号,经压缩后储蓄于内修的存储器上。 8.3 数码影相机 ? 其构成框图如示。 8.3 数码影相机 ? 二、重要部件及身手参数 1.镜头 2.疾门 3.存储器件 4.离别率 5.颜色位数 6.信号输出体例 ? 8.3.3 数码影相机的进展 影相机的计划对象是轻、细、灵及疾。 8.4 数字图像措置根蒂 ? 8.4.1图像措置概述 ? 一、图像的寄义 图像是指景物正在某种成像介质上再现的视 觉消息,图像是具有特定消息的某种群集体, 性质上可能为图像是数据的群集。 ? 二、象素和灰度 ? 三、图像的分类 1.灰度图像 按灰度分类有二值图像和众灰 度图像,众方针灰度图像按操纵的分别,有各 种分别的灰度方针。 8.4 数字图像措置根蒂 2.颜色图像 遵守颜色分类,可分为单色图 像和彩色图像。 3.运动分类 遵守运动分类,图像可分为静 态图像和动态图像。 4.守时空散布分类 守时空散布分类,图像 可分为二维图像(平面图像)和三维图像(立 体图像)。 四、常用的图像措置伎俩 1.光消息措置 2.电学模仿措置 3.数字措置 4.光学—估量机搀和措置 8.4 数字图像措置根蒂 ? 五、数字图像措置及探讨的重要实质 数字图像措置的基础组成如图所示。 8.4 数字图像措置根蒂 ? 8.4.2 图像数字化及图像变换 一、图像数字化 二、图像变换 图像变换如下: 8.4 数字图像措置根蒂 ? 8.4.3 图像数据压缩与编码 ? 图像编码与压缩从性质上来说即是对要处 理的图像源数据按肯定的法则实行变换和组合, 从而抵达以尽大概少的代码来外现尽大概众的 数据消息。压缩通过编码来杀青,或者说编码 带来压缩的恶果。以是,寻常把此项措置称之 为压缩编码。 ? 一、图像数据压缩与编码的需要性和大概性 8.4 数字图像措置根蒂 ? 二、图像数据压缩与编码的分类 1.若以消息保线.若以全部编码身手为起点可分为 8.4 数字图像措置根蒂 ? 8.4.4 图像加强和图像克复 一、图像加强 二、图像克复 8.4 数字图像措置根蒂 ? 8.4.5 数字图像阐述 数字图像阐述是图像措置的高级阶段,它 所探讨的是利用呆板阐述和识别边缘物体的视 觉图像,从而可得出结论性的判决,也叫图像 识别。 ? 一、图像豆剖 图像豆剖的伎俩大致可能分为基于角落检 测的伎俩和基于区域天生的伎俩两大类。 1.角落检测 2.区域滋长法 8.4 数字图像措置根蒂 二、图像特点提取 图像特点是指图像的原始特点或属性。要 使估量机具有识其它本事,就要获得图像的各 种特点,称之为图像特点提取。 1.纹理特点提取 2.样子特点提取 ? 8.4.6 图像判辨 图像判辨的探讨涉及或包罗探讨获取图像 的伎俩、装备和全部操纵的践诺,酿成了所谓 的估量机视觉。 8.4 数字图像措置根蒂 一、图像判辨的特征 1.分阶段的消息措置带来了消息的众层外现。 2.对图像的注明,是以某种体例的形容杀青的。 3.图像的精确注明离不开常识的指点,这一点对人 的视觉判辨也适合,即经历对视觉判辨的首要性。 二、应试虑的几个首要题目 1.从图像中提取哪些消息。 2.这些消息正在图像中怎么外现。 3.正在判辨经过入彀算机务必具有哪些常识。 4.最适合的图像措置步调是什么。 5.常识以及各个阶段图像措置的结果何如外现。 8.5 视觉检测身手操纵 ? 8.5.1 视觉检测身手操纵概 1.工业上的操纵 2.各式磨练、看守中的操纵 3.贸易上的操纵 4.遥感方面的操纵 5.医疗方面的操纵 6.军事方面的操纵 8.5.2 呆板人视觉编制 呆板人即是由估量机担任的能模仿人的感到、动 作和具有自愿行走本领而又足以已毕有用事业的装备。 而对分外的呆板人来说,视觉编制是呆板人正在风险环 境中自助筹划,已毕丰富的功课所必不成少的。 它可分为六个重要片面:传感、预措置、豆剖、 形容、识别以及常识外达和注明。 8.5 视觉检测身手操纵 ? 一、呆板人视觉编制的构成 其总体布局 如图所示,系 统由硬件和软 件两大片面组 成。 8.5 视觉检测身手操纵 1.硬件构成及已毕性能如下: (1)景物和隔断传感器:常用的有摄像机、CCD像和超 声波传感器、布局化兴办。 (2)视频信号数字化兴办:它是把摄像机、CCD像传感 器输出的全电视信号转化成估量机便当利用的数字信号。 (3)视频信号神速措置器:已毕视频信号及时、神速、 并行算法的硬件杀青,席卷 systolic 布局、基于DSP的 神速措置器及PIPE视觉措置机。 (4)估量机及其外部兴办:遵照编制的须要可能选用 分别的估量机及其外部设,来餍足呆板人视觉消息措置 及呆板人担任的须要。 (5)呆板人或呆板手及其担任器。 8.5 视觉检测身手操纵 2.软件 (1)呆板人视觉消息措置算法:图像预措置、 豆剖、形容、识别和注明等算法。 (2)呆板人担任软件。 ? 二、呆板人视觉身手的操纵 1.给装置呆板人(呆板手)装备视觉装备。 2.给行走呆板人装备视觉装备。 ? 三、呆板人视觉与触觉的协调 8.5 视觉检测身手操纵 ? 图是一个典范手眼编制,寻常事业可分为如下 五个办法。 8.5 视觉检测身手操纵 ? 8.5.3 自愿调焦编制 图像丈量中的典范自愿调焦编制道理图如图所示。

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