粗暴暴力欧美VIDEO_九九影院东京热_av一本大道香蕉大在线_私密浏览器在线观看_99久热er在线精品_最好看的最新高清中文字幕电影_国产精品特黄特色三级_女高中生高潮娇喘流水视频_中文亚洲字幕无码不卡一二区_无码av一区二区免费播放

專(zhuān)注高端智能裝備一體化服務(wù)
認(rèn)證證書(shū)

【兆恒機(jī)械】全面解析機(jī)器視覺(jué)傳感器技術(shù)及其應(yīng)用

  • 點(diǎn)擊量:
  • |
  • 添加日期:2022年04月20日

視覺(jué)傳感器技術(shù)是傳感技術(shù)七大類(lèi)中的一類(lèi)。視覺(jué)傳感器是指:利用光學(xué)元件和成像裝置**外部環(huán)境圖像信息的儀器,通常用圖像分辨率來(lái)描述視覺(jué)傳感器的性能,視覺(jué)傳感器的進(jìn)度與分辨率、被測(cè)物體的檢測(cè)距離相關(guān),被測(cè)物體距離越遠(yuǎn),其絕對(duì)的位置精度越差。

機(jī)器人視覺(jué)是使機(jī)器人具有視覺(jué)感知功能的系統(tǒng),機(jī)器人視覺(jué)可以通過(guò)視覺(jué)傳感器獲取環(huán)境的一維、二維和三維圖像,并通過(guò)視覺(jué)處理器進(jìn)行分析和解釋?zhuān)M(jìn)而轉(zhuǎn)換為符號(hào),讓機(jī)器人能夠辨識(shí)物體,并確認(rèn)物體位置及各種狀態(tài)。

視覺(jué)傳感器的基本原理

通過(guò)對(duì)攝像機(jī)拍攝到的圖像進(jìn)行圖像處理,來(lái)計(jì)算對(duì)象物的特征量(面積、重心、長(zhǎng)度、位置等),并輸出數(shù)據(jù)和判斷結(jié)果的傳感器。在捕獲圖像之后,視覺(jué)傳感器將其與內(nèi)存中存儲(chǔ)的基準(zhǔn)圖像進(jìn)行比較,分析,例如,若視覺(jué)傳感器被設(shè)定為辨別正確地插有八顆螺栓的機(jī)器部件,則傳感器知道應(yīng)該拒收只有七顆螺栓的部件,或者螺栓未對(duì)準(zhǔn)的部件,此外,無(wú)論該機(jī)器部件位于視場(chǎng)中的哪個(gè)位置,無(wú)論該部件是否在360度范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn),視覺(jué)傳感器都能做出判斷。

視覺(jué)傳感器技術(shù)的分類(lèi)

1. 3D視覺(jué)傳感技術(shù)

3D圖像信息的獲取都是基于某種圖像傳感器獲取、量化圖像信息,這些圖像傳感器有直接獲取可見(jiàn)光的圖像,也有間接通過(guò)監(jiān)測(cè)輻射、紅外線、X射線或者超聲波來(lái)獲取圖像信息。不同的傳感器技術(shù)有不同的分辨率、精度和噪聲,因此從圖像傳感器獲取的信息中提取有用信息進(jìn)行分析成為廣大科技工作者的研究課題。

3D視覺(jué)傳感器具有廣泛的用途,比如多媒體手機(jī)、網(wǎng)絡(luò)攝影、數(shù)碼相機(jī)、機(jī)器人視覺(jué)導(dǎo)航、汽車(chē)安全系統(tǒng)、生物醫(yī)學(xué)像素分析、人機(jī)界面、虛擬現(xiàn)實(shí)等,這些不同的也應(yīng)用均是基于3D視覺(jué)圖像傳感器技術(shù)。

2. 智能視覺(jué)傳感技術(shù)

智能視覺(jué)傳感器技術(shù)是指一種高度集成化、智能化的嵌入式視覺(jué)傳感技術(shù),它取代了PC平臺(tái)的視覺(jué)系統(tǒng),智能視覺(jué)傳感技術(shù)將視覺(jué)傳感器、數(shù)字處理器、通信模塊及其他外圍設(shè)備集塵在一起,成為一個(gè)能獨(dú)立完成圖像采集、分析處理、信息傳輸一體化的智能視覺(jué)傳感器。

智能視覺(jué)傳感技術(shù)下的智能視覺(jué)傳感器也稱(chēng)智能相機(jī),是近年來(lái)機(jī)器視覺(jué)領(lǐng)域發(fā)展最快的一項(xiàng)新技術(shù)。智能相機(jī)是一個(gè)兼具圖像采集、圖像處理和信息傳遞功能的小型機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng),是一種嵌入式計(jì)算機(jī)視覺(jué)系統(tǒng)。它將圖像傳感器、數(shù)字處理器、通訊模塊和其他外設(shè)集成到了一個(gè)單一的相機(jī)內(nèi),由于這種一體化設(shè)計(jì),可降低系統(tǒng)的復(fù)雜度,并提高可靠性,同時(shí)系統(tǒng)尺寸大大縮小,拓寬了視覺(jué)技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域。

視覺(jué)傳感器的關(guān)鍵技術(shù)

視覺(jué)傳感器的圖像采集單元主要由CCD/CMOS相機(jī)、光學(xué)系統(tǒng)、照明系統(tǒng)和圖像采集卡組成,將光學(xué)影像轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像,傳遞給圖像處理單元。通常使用的圖像傳感器主要有CCD圖像傳感器和CMOS圖像傳感器兩種。

1. CCD圖像傳感器

CCD及電子耦合組件,她就想傳統(tǒng)相機(jī)的底片一樣的感光系統(tǒng),是感應(yīng)光線的電路裝置。CCD圖像傳感器由微鏡頭、濾色片、感光元件三層組成。CCD圖像傳感器的每一個(gè)感光元件由一個(gè)光電二極管和控制相鄰電荷的存儲(chǔ)單元組成光電管用于捕捉光子用,它將光子轉(zhuǎn)化為電子,收集到的光線越強(qiáng),產(chǎn)生的電子數(shù)量就越多,而電子信號(hào)越強(qiáng)則越容易被記錄且不易丟失,圖像細(xì)節(jié)則更加豐富。

成像原理

使用二極管將光線轉(zhuǎn)換為電荷,當(dāng)拍攝者對(duì)焦完畢按下快門(mén)的時(shí)候,光線通關(guān)打開(kāi)的快門(mén)通過(guò)馬賽克色塊射入在CCD圖像傳感器上,感光二極管在接受光電子的裝機(jī)后釋放電子,所產(chǎn)生電子的數(shù)目與該感光二極管感應(yīng)到的光成正比。在本次曝光結(jié)束之后,每個(gè)感光二極管含有不同數(shù)量的電子,而我們?cè)陲@示器上面看到的數(shù)碼圖像就是通過(guò)電子數(shù)量的多與少來(lái)進(jìn)行表示和存儲(chǔ),然后控制電路從CCD中讀取圖像,進(jìn)行紅R、綠G和藍(lán)B三原色合成,并且放大和將其數(shù)字化,這些數(shù)字信號(hào)并存入數(shù)碼相機(jī)的緩存內(nèi),最后寫(xiě)入相機(jī)的移動(dòng)存儲(chǔ)介質(zhì)完成數(shù)碼相片拍攝。

優(yōu)點(diǎn)

高解析度、低雜訊、高靈敏度、動(dòng)態(tài)范圍廣、良好的線性特性曲線、大面積感光、低影像失真、提為、重量輕、低耗電、不收磁場(chǎng)影響、電荷傳輸效率佳、可大批量生產(chǎn)、品質(zhì)穩(wěn)定、堅(jiān)固、不易老化。

缺點(diǎn)

隨著CCD應(yīng)用范圍的擴(kuò)大,其缺點(diǎn)逐漸暴露:首先,CCD芯片技術(shù)工藝復(fù)雜,不能與標(biāo)準(zhǔn)的工藝兼容,其次,CCD技術(shù)芯片需要的電壓功耗大,因此CCD技術(shù)芯片價(jià)格昂貴且使用不便。

2. CMOS圖像傳感器

工作原理

首先,外界光照射像素陣列,發(fā)生光電效應(yīng),在像素單元內(nèi)產(chǎn)生相應(yīng)的電荷。行選擇邏輯單元根據(jù)需要,選相應(yīng)的行像素單元。行像素單元內(nèi)的圖像信號(hào)通過(guò)各自所在列的信號(hào)總線傳輸?shù)綄?duì)應(yīng)的模擬信號(hào)處理單元以及A/D轉(zhuǎn)換器,轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像信號(hào)輸出。其中的行選擇邏輯單元可以對(duì)像素陣列逐行掃描也可隔行掃描。行選擇邏輯單元與列選擇邏輯單元配合使用可以實(shí)現(xiàn)圖像的窗口提取功能。模擬信號(hào)處理單元的主要功能是對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大處理,并且提高信噪比。另外,為了獲得質(zhì)量合格的實(shí)用攝像頭,芯片中必須包含各種控制電路,如曝光時(shí)間控制、自動(dòng)增益控制等。為了使芯片中各部分電路按規(guī)定的節(jié)拍動(dòng)作,必須使用多個(gè)時(shí)序控制信號(hào)。為了便于攝像頭的應(yīng)用,還要求該芯片能輸出一些時(shí)序信號(hào),如同步信號(hào)、行起始信號(hào)、場(chǎng)起始信號(hào)等。

視覺(jué)傳感器技術(shù)的應(yīng)用

1. 汽車(chē)車(chē)身視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)

主體是多個(gè)視覺(jué)傳感器,包括機(jī)械運(yùn)送機(jī)構(gòu)、機(jī)械定位機(jī)構(gòu)、電子控制設(shè)備、計(jì)算機(jī)等相關(guān)組成部分。

優(yōu)點(diǎn):測(cè)量效率高、測(cè)量工作全部自動(dòng)完成、車(chē)身視覺(jué)測(cè)量系統(tǒng)的組成靈活

2. 三維形貌視覺(jué)測(cè)量

測(cè)量的對(duì)象通常是大型或具有復(fù)雜表面的物體,受相機(jī)視場(chǎng)和測(cè)量視角的限制,通常分為局部三維形貌信息獲取和整體拼接兩部分。

形貌整體拼接的實(shí)質(zhì)就是將分塊局部形貌測(cè)量數(shù)據(jù)統(tǒng)一到公共坐標(biāo)系下,完成對(duì)被測(cè)形貌的整體描述,為控制整體精度,避免誤差累積,采用全局控制點(diǎn)拼接方法。

3. 鋼管直線度、截面尺寸在線視覺(jué)測(cè)量系統(tǒng)

測(cè)量原理:測(cè)量系統(tǒng)由多個(gè)結(jié)構(gòu)光傳感器組成,傳感器上結(jié)構(gòu)光投射器投射的光平面和被測(cè)鋼管相交,得到鋼管截面圓軸上的部分圓弧,傳感器測(cè)量部分圓弧在空間中位置,系統(tǒng)中每一個(gè)傳感器實(shí)現(xiàn)一個(gè)截面上部分圓弧的測(cè)量,通過(guò)適度的數(shù)學(xué)方法,由圓弧擬合得到截面尺寸和截面圓心的空間位置,由圓心分布的空間包絡(luò),得到直線度參數(shù)。