機(jī)器視覺一詞可以想象是具有一組眼睛的計(jì)算機(jī)進(jìn)行檢測或檢驗(yàn)行為。為了開發(fā)機(jī)器視覺應(yīng)用的完整解決方案，視覺工程師執(zhí)行一系列通常分為五個(gè)類別的任務(wù)：計(jì)劃，設(shè)計(jì)，構(gòu)建，集成和驗(yàn)證。
計(jì)劃
對于許多視覺工程師來說，任何解決方案的第一步是確定每次檢查的要求并確定是否可行。需要考慮幾個(gè)因素，如：
?正在檢查什么
?所需檢查次數(shù)
?檢查速度
?機(jī)械設(shè)計(jì)限制
?性能要求
?時(shí)間和成本
根據(jù)檢查要求，為每個(gè)視覺應(yīng)用程序創(chuàng)建和測試初始視覺設(shè)計(jì)?？梢杂袔讉€(gè)視覺站，都有不同的光學(xué)設(shè)置。在設(shè)計(jì)視覺站時(shí)，每個(gè)攝像機(jī)，鏡頭和光線都需要考慮幾個(gè)因素。
?相機(jī)規(guī)格
?相機(jī)數(shù)量
?相機(jī)類型
?單色或彩色
?解析度
?幀速率
?通訊協(xié)議
?曝光/快門速度
?獲得
?鏡頭規(guī)格
?鏡頭類型
?焦距
?工作距離
?間隔
?視野
?過濾
?光圈
?燈光規(guī)格
?燈數(shù)
?燈光類型
?尺寸
?顏色
?距離零件
?強(qiáng)度
一旦確定了一些因素，就設(shè)置了一個(gè)視覺設(shè)計(jì)原型來捕獲樣本部分的圖像。必須通過在圖像中具有適當(dāng)?shù)膶Ρ榷葋硗ㄟ^軟件來檢測主要特征。該過程涉及調(diào)整光學(xué)設(shè)備。
圖像由通常由分辨率定義的像素陣列組成。機(jī)器視覺軟件使用這些像素，以及預(yù)定的算法來定義圖像中的零件的某些特征。它遵循與面部識別軟件相同的概念。該軟件搜索圖像中的某些像素排列以識別臉部特征。例如，眼睛周圍的邊緣會有較暗的像素，以及眼睛中心的暗像素。該軟件使用算法分析特征，并識別一張臉。類似地，機(jī)器視覺軟件遵循相同的概念。這些算法由視覺工程師使用機(jī)器視覺軟件開發(fā)。
也可能存在某些機(jī)械限制，這將需要額外的光學(xué)設(shè)備，例如鏡子。還可能存在需要改變設(shè)計(jì)的機(jī)械限制。例如，由于圍繞光學(xué)元件的自動化中的一些工具，工作距離可能需要在300mm和320mm之間。鏡頭需要更換的機(jī)會以及延長管的添加。
如果圖像不符合要求，請進(jìn)行故障排除。更改各種參數(shù)以允許更合適的圖像。照明可能需要改變，或者可能需要添加偏光片。原型設(shè)計(jì)允許視覺工程師驗(yàn)證視覺設(shè)計(jì)以及創(chuàng)建它們。
常規(guī)機(jī)器視覺攝像機(jī)通常需要視覺控制器。如果使用智能相機(jī)，則不需要外部視覺控制器。視覺控制器是用于與光學(xué)設(shè)備進(jìn)行通信的專用單元，例如照相機(jī)和燈。視覺控制器應(yīng)具備滿足檢測要求的能力。這意味著它必須能夠處理與用于檢查的設(shè)備以及所需的其他I / O協(xié)議的通信。
機(jī)器視覺軟件可以有各種工具來幫助分析部件中的功能。構(gòu)建代碼之前首先要做的是使用示例圖像來規(guī)劃代碼的構(gòu)建方式。這也將取決于將要使用的機(jī)器視覺軟件。使用已設(shè)計(jì)的設(shè)置，在此階段中抓取好的和壞的零件的幾個(gè)圖像。
不同的軟件可以有不同的工具集。某些軟件可能無法跟上自動化的周期時(shí)間。如果檢查需要快速循環(huán)時(shí)間，則必須在該時(shí)間內(nèi)完成全面檢查。所有這些都回到了檢查要求，以決定使用哪種軟件。
根據(jù)檢查的要求，構(gòu)建代碼時(shí)需要考慮幾個(gè)因素。一些例子包括：
?每部照相機(jī)需要拍攝多張圖像嗎？
?需要檢查的功能有哪些？
?光需要頻閃多少？
?你想分析的部分是什么？
?需要使用哪些工具進(jìn)行檢查？（邊緣工具，“blob”工具，校準(zhǔn)等）
?校準(zhǔn)如何進(jìn)行？
?是否有與軟件通信的東西？
?環(huán)境照明如何發(fā)揮作用？
?如果檢查涉及到光，此光線何時(shí)觸發(fā)？在整個(gè)檢查過程中是否仍然存在？有頻閃嗎如果需要使用相機(jī)觸發(fā)燈，則需要使用軟件來計(jì)算。如果有一個(gè)頻閃單元涉及，該單元頻閃多長？
需要在軟件中執(zhí)行一系列工具以進(jìn)行檢查。工具也需要相應(yīng)放置，以確保軟件只檢查需要檢查的功能。使用這些工具需要有一定的邏輯。例如，如果軟件檢測到缺陷，則該部分是失敗的，輸出錯(cuò)誤代碼并顯示結(jié)果。
該信息需要發(fā)送到與自動化一起使用的任何外部控制器。如果零件是通過或失敗，它將允許機(jī)器知道如何處理零件。通過這些通信，還需要I / O功能與自動化的其余部分進(jìn)行通信。
通過溝通，還需要一個(gè)用戶界面（UI），為用戶提供一個(gè)易于理解的界面。這意味著確保所有結(jié)果都容易可見，操作員可以輕松使用任何其他功能。操作員也應(yīng)該易于理解錯(cuò)誤代碼。
集成階段是所有光學(xué)設(shè)備與其他自動化系統(tǒng)集成在一起的地方。這就是一切都在一起的一個(gè)整體。
在集成階段要做的第一件事是確保將所有硬件配置并安裝到自動化組件上。根據(jù)設(shè)計(jì)階段的設(shè)計(jì)規(guī)格調(diào)整每個(gè)視覺站。確保所有通信在所有設(shè)備之間運(yùn)行。
使用前面開發(fā)的校準(zhǔn)步驟，校準(zhǔn)光學(xué)等系統(tǒng)設(shè)備。
計(jì)劃
對于許多視覺工程師來說，任何解決方案的第一步是確定每次檢查的要求并確定是否可行。需要考慮幾個(gè)因素，如：
?正在檢查什么
?所需檢查次數(shù)
?檢查速度
?機(jī)械設(shè)計(jì)限制
?性能要求
?時(shí)間和成本
規(guī)劃階段進(jìn)入設(shè)計(jì)階段進(jìn)行驗(yàn)證。為了確保要求可以實(shí)現(xiàn)，原型完成。如果視覺工程師認(rèn)為檢查是可以實(shí)現(xiàn)的，則可能不需要原型設(shè)計(jì)。然而，驗(yàn)證總是有益的，因?yàn)殡S后在解決方案中的更改將影響時(shí)間和成本。
根據(jù)檢查要求，為每個(gè)視覺應(yīng)用程序創(chuàng)建和測試初始視覺設(shè)計(jì)?？梢杂袔讉€(gè)視覺站，都有不同的光學(xué)設(shè)置。在設(shè)計(jì)視覺站時(shí)，每個(gè)攝像機(jī)，鏡頭和光線都需要考慮幾個(gè)因素。
?相機(jī)規(guī)格
?相機(jī)數(shù)量
?相機(jī)類型
?單色或彩色
?解析度
?幀速率
?通訊協(xié)議
?曝光/快門速度
?獲得
?鏡頭規(guī)格
?鏡頭類型
?焦距
?工作距離
?間隔
?視野
?過濾
?光圈
?燈光規(guī)格
?燈數(shù)
?燈光類型
?尺寸
?顏色
?距離零件
?強(qiáng)度
一旦確定了一些因素，就設(shè)置了一個(gè)視覺設(shè)計(jì)原型來捕獲樣本部分的圖像。必須通過在圖像中具有適當(dāng)?shù)膶Ρ榷葋硗ㄟ^軟件來檢測主要特征。該過程涉及調(diào)整光學(xué)設(shè)備。
圖像由通常由分辨率定義的像素陣列組成。機(jī)器視覺軟件使用這些像素，以及預(yù)定的算法來定義圖像中的零件的某些特征。它遵循與面部識別軟件相同的概念。該軟件搜索圖像中的某些像素排列以識別臉部特征。例如，眼睛周圍的邊緣會有較暗的像素，以及眼睛中心的暗像素。該軟件使用算法分析特征，并識別一張臉。類似地，機(jī)器視覺軟件遵循相同的概念。這些算法由視覺工程師使用機(jī)器視覺軟件開發(fā)。
也可能存在某些機(jī)械限制，這將需要額外的光學(xué)設(shè)備，例如鏡子。還可能存在需要改變設(shè)計(jì)的機(jī)械限制。例如，由于圍繞光學(xué)元件的自動化中的一些工具，工作距離可能需要在300mm和320mm之間。鏡頭需要更換的機(jī)會以及延長管的添加。
如果圖像不符合要求，請進(jìn)行故障排除。更改各種參數(shù)以允許更合適的圖像。照明可能需要改變，或者可能需要添加偏光片。原型設(shè)計(jì)允許視覺工程師驗(yàn)證視覺設(shè)計(jì)以及創(chuàng)建它們。
常規(guī)機(jī)器視覺攝像機(jī)通常需要視覺控制器。如果使用智能相機(jī)，則不需要外部視覺控制器。視覺控制器是用于與光學(xué)設(shè)備進(jìn)行通信的專用單元，例如照相機(jī)和燈。視覺控制器應(yīng)具備滿足檢測要求的能力。這意味著它必須能夠處理與用于檢查的設(shè)備以及所需的其他I / O協(xié)議的通信。
在這個(gè)階段，應(yīng)該清楚視力檢查的要求是否可以實(shí)現(xiàn)。軟件應(yīng)該能夠檢測到處理檢查所需的功能。為了驗(yàn)證軟件能夠檢測邊緣，請使用在檢查期間將使用的幾個(gè)工具（即邊緣定位工具）來確保軟件可以檢測某些邊緣。試圖改變設(shè)計(jì)，這可能會增加解決方案的成本。在現(xiàn)階段確保對視覺設(shè)計(jì)的信心。
機(jī)器視覺軟件可以有各種工具來幫助分析部件中的功能。構(gòu)建代碼之前首先要做的是使用示例圖像來規(guī)劃代碼的構(gòu)建方式。這也將取決于將要使用的機(jī)器視覺軟件。使用已設(shè)計(jì)的設(shè)置，在此階段中抓取好的和壞的零件的幾個(gè)圖像。
不同的軟件可以有不同的工具集。某些軟件可能無法跟上自動化的周期時(shí)間。如果檢查需要快速循環(huán)時(shí)間，則必須在該時(shí)間內(nèi)完成全面檢查。所有這些都回到了檢查要求，以決定使用哪種軟件。
根據(jù)檢查的要求，構(gòu)建代碼時(shí)需要考慮幾個(gè)因素。一些例子包括：
?每部照相機(jī)需要拍攝多張圖像嗎？
?需要檢查的功能有哪些？
?光需要頻閃多少？
?你想分析的部分是什么？
?需要使用哪些工具進(jìn)行檢查？（邊緣工具，“blob”工具，校準(zhǔn)等）
?校準(zhǔn)如何進(jìn)行？
?是否有與軟件通信的東西？
?環(huán)境照明如何發(fā)揮作用？
?如果檢查涉及到光，此光線何時(shí)觸發(fā)？在整個(gè)檢查過程中是否仍然存在？有頻閃嗎如果需要使用相機(jī)觸發(fā)燈，則需要使用軟件來計(jì)算。如果有一個(gè)頻閃單元涉及，該單元頻閃多長？
需要在軟件中執(zhí)行一系列工具以進(jìn)行檢查。工具也需要相應(yīng)放置，以確保軟件只檢查需要檢查的功能。使用這些工具需要有一定的邏輯。例如，如果軟件檢測到缺陷，則該部分是失敗的，輸出錯(cuò)誤代碼并顯示結(jié)果。
該信息需要發(fā)送到與自動化一起使用的任何外部控制器。如果零件是通過或失敗，它將允許機(jī)器知道如何處理零件。通過這些通信，還需要I / O功能與自動化的其余部分進(jìn)行通信。
通過溝通，還需要一個(gè)用戶界面（UI），為用戶提供一個(gè)易于理解的界面。這意味著確保所有結(jié)果都容易可見，操作員可以輕松使用任何其他功能。操作員也應(yīng)該易于理解錯(cuò)誤代碼。
對于精確測量，需要有一個(gè)校準(zhǔn)步驟，使軟件能夠從圖像中測量特征。一種方法是使用校準(zhǔn)網(wǎng)格。校準(zhǔn)網(wǎng)格的圖像將從視覺站取出，以允許校準(zhǔn)檢查。大多數(shù)機(jī)器視覺軟件都將有一個(gè)工具。該工具可以選擇使用校準(zhǔn)網(wǎng)格，并且會詢問該網(wǎng)格的參數(shù)。
集成階段是所有光學(xué)設(shè)備與其他自動化系統(tǒng)集成在一起的地方。這就是一切都在一起的一個(gè)整體。
在集成階段要做的第一件事是確保將所有硬件配置并安裝到自動化組件上。根據(jù)設(shè)計(jì)階段的設(shè)計(jì)規(guī)格調(diào)整每個(gè)視覺站。確保所有通信在所有設(shè)備之間運(yùn)行。
使用前面開發(fā)的校準(zhǔn)步驟，校準(zhǔn)光學(xué)等系統(tǒng)設(shè)備。
