工業(yè)機器人視覺與傳感技術(shù)李成春課后參考答案

單元一視覺檢測與傳感器的基本知識簡答題1.簡述傳感器的特性。傳感器的特性是指傳感器的輸入量和輸出量之間的對應(yīng)關(guān)系。通常把傳感器的特性分為兩種:靜態(tài)特性和動態(tài)特性。靜態(tài)特性是指輸入不隨時間變化的特性，它表示傳感器在被測量各個值處于穩(wěn)定狀態(tài)時輸入與輸出的關(guān)系。動態(tài)特性是指輸入隨時間而變化的特性，它表示傳感器對隨時間變化的輸入量的響應(yīng)特性。2.簡述傳感器的動態(tài)特性。傳感器的動態(tài)特性是指傳感器在動態(tài)激勵(輸入)時的響應(yīng)(輸出)特性，即其輸出隨時變輸入的響應(yīng)特性。對于理想的傳感器來說，輸出信號與輸入信號具有相同的時間函數(shù)。但實際情況是，傳感器的輸出信號一般不會與輸入信號具有完全相同的時間函數(shù)，輸出與輸入間的誤差就是所謂的動態(tài)誤差。一個動態(tài)性能好的傳感器，不僅可以精確反映傳感器輸入信號的幅值大小，而且還能反映輸入信號相位的變化。3.簡述機器視覺的應(yīng)用。(1)引導(dǎo)和定位；(2)外觀檢測；(3)高精度測；(4)識別。單元二電阻式傳感器簡答題1.簡述電阻應(yīng)變片的應(yīng)用。測力或荷重；測壓力；測量加速度。2.簡述測量溫度的熱電阻的特性。電阻值與溫度變化具有良好的線性關(guān)系;電阻溫度系數(shù)大，便于測量;電阻率高，熱容量小，反應(yīng)速度快;在測量范圍內(nèi)具有穩(wěn)定的物理和化學(xué)性質(zhì);電阻材料純，易加工，價格便宜。3.簡述熱敏電阻的工作原理及特性。熱敏電阻是利用半導(dǎo)體的電阻隨溫度變化的特性制成的測溫元件。其電阻率溫度系數(shù)大，是金屬材料的10~100倍，因此其靈敏度高。單元三電容式傳感器簡答題1.簡述電容式傳感器的定義。電容式傳感器是把被測量轉(zhuǎn)換為電容量的一種傳感器。電容式傳感器具有結(jié)構(gòu)簡單、靈敏度高、動態(tài)響應(yīng)好、適應(yīng)性強、抗過載能力大及價格便宜等特點，能夠用來測量力、壓力、位移、振動、液位等參數(shù)。但電容式傳感器存在泄漏電阻和非線性等缺點，這給它的應(yīng)用帶來了一定的局限性。2.簡述變介質(zhì)型電容式傳感器的用途。可以用來測量液位、位移厚度、糧食量、木材量等。3.簡述電容式傳感器的測量電路分為。電容式傳感器的測量電路有變壓器電路、雙T型電路、運放電路、脈沖電路、調(diào)頻電路等。單元四電感式傳感器簡答題1.簡述電渦流式傳感器的工作原理。電渦流效應(yīng)是根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，將塊狀金屬導(dǎo)體置于變化的磁場中或在磁場中運動，由于切割磁力線使金屬導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生渦旋狀的感應(yīng)電流，此電流的流動路線在金屬導(dǎo)體內(nèi)自己閉合，這種電流就叫作電渦流。2.簡述變面積型電感式傳感器的定義。由變間隙型電感式傳感器可知，當氣隙長度不變，鐵芯和銜鐵之間的覆蓋面積變化時，導(dǎo)致線圈電感的變化，這種形式的傳感器稱為變面積型電感式傳感器。3.簡述互感式電感傳感器的定義。兩個電感線圈相互靠近時，一個電感線圈的磁場變化將影響另一個電感線圈，這種影響就是互感。互感的大小取決于電感線圈的自感與兩個電感線圈耦合的程度。單元五電勢式傳感器簡答題1.簡述光電式傳感器的定義。光電式傳感器是采用光電元件作為敏感元件的傳感器。測量時，首先將被測量的變化轉(zhuǎn)變成光信號的變化，然后借助光電元件將光信號轉(zhuǎn)變成電信號。2.簡述光敏電阻的特性。光譜特性:一定照度時，輸出的光電流與入射光波長的關(guān)系。光電特性:光敏電阻的光電流與光照度之間的關(guān)系。伏安特性:光敏電阻兩端電壓與流過其電流之間的關(guān)系。頻率特性:光敏電阻的輸出電流與頻率變化的關(guān)系。溫度特性:光敏電阻的暗電流及光電流與溫度的關(guān)系。3.簡述光電池的工作原理。光電池是一種將光能轉(zhuǎn)換成電能的光電元件，其基于光生伏特效應(yīng)，實質(zhì)是一個大面積的PN結(jié)。當光照射到PN結(jié)的一個面，例如P面，若光子的能量大于半導(dǎo)體的禁帶寬度，那么P區(qū)每吸收一個光子就產(chǎn)生一個電子-空穴對，這種濃度差的存在，使得電子-空穴對從表面向內(nèi)部擴散，在電場的作用下，光生電子聚集到N區(qū)，光生空穴聚集到P區(qū)。這樣區(qū)帶負電，P區(qū)帶正電。若用導(dǎo)線連接P和N極，則電路中就有光電流。4.簡述熱電的基本定律。1.均值定律。2.中間導(dǎo)體定律。3.標準電極定律。4.中間溫度定律。單元六工業(yè)機器人視覺傳感器簡答題1.簡述光源的改善方法。1.穩(wěn)定均勻的光源極其重要。2.光源改善的目的是，將對象物(或稱被測物)與背景盡量明顯地區(qū)分開。3.攝取圖像時，最重要的是如何鮮明地獲得被測物與背景的濃淡差。4.目前，在圖像處理領(lǐng)域中應(yīng)用最廣泛的技術(shù)手段是二值化(白黑)處理。5.為了能夠突出圖像的特征，在打光手法上包括明視野和暗視野。2.簡述光源的作用。照亮對象物，提高對象物的亮度。形成最有利于圖像處理的成像效果?？头h(huán)境光干擾，保證圖像的穩(wěn)定性。用作測量的工具或參照。3.簡述光源的相關(guān)特性。光的透過特性(透明度)因物質(zhì)材質(zhì)和厚度的不同而不同。光由于其波長的長短不同，對物質(zhì)的穿透能力《穿透率)也不同。光的波長越長，對物質(zhì)的穿透性越強，光的波長越短，在物質(zhì)表面的擴散率越大。透射照明是使光線透射對象物并觀察其透過光的照明手法。單元七工業(yè)視覺中的圖像處理簡答題1.簡述Halcon在機器人視覺中的作用。Halcon在機器人視覺中的作用如下：定位。尺寸測量。缺陷檢測。條碼讀取。抓取和放置。三維重構(gòu)。2.簡述算子的參數(shù)類型。算子的參數(shù)有四種類型，分別是圖像輸入、圖像輸出、控制輸入及控制輸出。每種參數(shù)類型又可以有多個參數(shù)，當然有些算子比較簡單，可以省掉一種或幾種參數(shù)類型。3.簡述讀取文件夾中的部分圖片的操作步驟。第一，打開Halcon的軟件。第二，新建一個Halcon工程。第三，在程序編輯器窗口中輸入代碼。單元八視覺軟件Halcon的漢字識別填空題。解釋定義：WindowHandle:String:參考答案：控制輸入?yún)?shù)，顯示圖形窗口的ID號?？刂戚斎?yún)?shù)，包含要顯示的文本消息的字符串元素。二、簡答題1.簡述漢字識別的步驟。漢字識別一般步驟如下:1.圖像采集。圖2.像預(yù)處理(預(yù)處理有多種方法，需根據(jù)采集到的圖像確定預(yù)處理方法)。3.分割圖像(分割圖像有多種方法，需根據(jù)采集到的圖像確定分割方法。4.訓(xùn)練，形成trf文件。5.識別圖像。6.輸出信息。2.簡述漢字識別過程一一后續(xù)處理的步驟。第一，保存0MC文件。第二，清除OCR分類器。第三，從文件中讀取OCR分類器。單元九視覺應(yīng)用——物體追蹤填空題。解釋參數(shù)：Image:Region:ImageReduced:參考答案：輸入?yún)?shù)，即輸入圖像。輸入?yún)?shù)，即新定義的域，矩形框出的區(qū)域。輸出參數(shù)，即剪切后的圖像。二、簡答題1.簡述物體追蹤的步驟。讀取模板圖像。創(chuàng)建模板。定義測試窗口。跟隨被測目標。輸出信息。2.簡述定義測試窗口的步驟。一、顯示圖像。二、設(shè)置行和列的偏移量。三、讀取預(yù)先保存在電腦G盤中的圖片，該圖片的格式是jpg。單元十視覺技術(shù)及視覺軟件Halcon基礎(chǔ)簡答題1.簡述圖像及其相關(guān)概念。圖像是人類視覺的基礎(chǔ)，是自然景物的客觀反映，是人類認識世界和人類本身的重要載體?！皥D”是物體反射光或透射光的分布，“像”是人的視覺系統(tǒng)所接收的圖在人腦中形成的印象或認識，照片、繪畫、剪貼畫、地圖、書法作品、傳真、衛(wèi)星云圖、影視畫面、X光片、腦電圖、心電圖等都是圖像。2.簡述腐蝕。腐蝕就是消除物體的邊界點，使邊界向內(nèi)部收縮的過程，即把小于結(jié)構(gòu)元素的物體去掉。容易想到的是，腐蝕和膨脹是互為相反的過程，但是如果以相反的過程腐蝕上面膨脹后的圖形并不能得到膨脹前的圖形。3.簡述彩色模型。彩色模型也稱為彩色空間或彩色系統(tǒng)，其目的是基于某些標準以通?？梢越邮艿姆绞綄ι始右哉f明。本質(zhì)上，彩色模型是坐標系統(tǒng)和子空間的說明。其中，位于系統(tǒng)中的每種顏色都由單個點來表示?，F(xiàn)在所用的彩色模型要么面向硬件，例如彩色監(jiān)視器和彩色打印機;要么面向應(yīng)用，例如對彩色圖像創(chuàng)作。4.簡述機器視覺的優(yōu)點。1.是非接觸測量，對于觀測者與被觀測者都不會產(chǎn)生任何損傷，從而提高系統(tǒng)的可靠性。2.具有較寬的光譜響應(yīng)范圍。例如使用人眼看不見的紅外線進行測量，擴展了人眼的視覺范圍。3.可長時間穩(wěn)定地工作。人類難以長時間對同一對象進行觀測，而機器視覺則可以長時間地處理測量、分析和識別任務(wù)。單元十一機器視覺技能實訓(xùn)簡答題1.簡述項目的工作流程。第一，法蘭通過傳輸帶運送到某一位置(長條狀凹槽方向不定)。第二，機器視覺識別法蘭的方向。第三，利用In-Sight軟件對圖像進行處理后，即可得到法蘭的角度。第四，將法蘭的角度信息送傳給“1+X”職業(yè)等級技能證書工業(yè)機器人應(yīng)用編程項目專用機器人(ABB120)。第五，機器人接收到相機發(fā)送的信息后，用吸盤工具吸取法蘭，反方向旋轉(zhuǎn)第三步中獲得的角度，然后將法蘭送到電動機外殼上方進行安裝。單元十二In-Sight軟件視覺處理過程簡答題1.簡述In-Sight端網(wǎng)絡(luò)地址的配置。第一，打開In-Sight軟件，單擊菜單欄中的“系統(tǒng)”菜單。第二，選擇“將傳感器/設(shè)備添加到網(wǎng)絡(luò)”命令，打開“將傳感器/設(shè)備添加到網(wǎng)絡(luò)”對話框。第三，選中“使用下列網(wǎng)絡(luò)設(shè)置(U)”單選按，在“