智能制造技術(shù)與工程應(yīng)用 課件 第七章 機(jī)器視覺技術(shù)

智能制造技術(shù)與工程應(yīng)用第七章機(jī)器視覺技術(shù)浙江省普通本科高校‘十四五’重點教材目錄2機(jī)器視覺概述OverviewofMachineVision01機(jī)器視覺硬件系統(tǒng)Machinevisionhardwaresystem02機(jī)器視覺軟件系統(tǒng)Machinevisionsoftwaresystem03臺達(dá)機(jī)器視覺設(shè)備Deltamachinevisionequipment04臺達(dá)機(jī)器視覺檢測流程與檢測設(shè)定DeltamachinevisioninspectionprocessandinspectionSettings05機(jī)器視覺概述機(jī)器視覺是計算機(jī)科學(xué)的重要研究領(lǐng)域之一，結(jié)合光、機(jī)、電綜合應(yīng)用檢測識別技術(shù)，發(fā)展十分迅速。主要研究范疇包括：圖像特征檢測、基于特征的分割、距離圖像分析、形狀模型及表達(dá)、立體視覺、運(yùn)動分析、顏色視覺、主動視覺、自標(biāo)定系統(tǒng)、物體檢測、二維與三維物體識別及定位等。機(jī)器視覺作為一項綜合技術(shù)包括：圖像處理、機(jī)械工程技術(shù)、控制技術(shù)、電光源照明、光學(xué)成像、傳感器、模擬與數(shù)字視頻技術(shù)、計算機(jī)軟硬件技術(shù)等。圖7?1智能無人巡檢機(jī)器人機(jī)器視覺的定義美國制造工程師協(xié)會（SME）機(jī)器視覺分會和美國機(jī)器人工業(yè)協(xié)會（RIA）自動化視覺分會為機(jī)器視覺作了如下定義：“機(jī)器視覺是通過光學(xué)的裝置和非接觸的傳感器自動地接收和處理一個真實物體的圖像，以獲得所需信息或用于控制機(jī)器人運(yùn)動的裝置”。通俗地說，機(jī)器視覺就是用機(jī)器模擬生物宏觀視覺功能，代替人眼來做測量和判斷。從廣義角度來看，凡是通過光學(xué)裝置獲取真實物體的信息以及對相關(guān)信息的處理與執(zhí)行都是機(jī)器視覺，這就包括了可見視覺以及非可見視覺，甚至包括人類視覺不能直接觀察到的、物體內(nèi)部信息的獲取與處理等。機(jī)器視覺的特點優(yōu)點:1.機(jī)器視覺引入到工業(yè)檢測識別中，具有非接觸、速度快、柔性好等突出優(yōu)點。2.基于視覺的工件自動檢測識別系統(tǒng)應(yīng)用于工件自動檢測識別，在節(jié)省時間和勞動力，提高效率和準(zhǔn)確性方面都有著明顯的優(yōu)勢。3.即使在丟失了絕大部分的信息后，其所提供的關(guān)于周圍環(huán)境的信息仍然比激光雷達(dá)、超聲波等更多更準(zhǔn)確。4.視覺的采樣周期比超聲波、激光雷達(dá)等短，更適合于工件的在線檢測、識別、定位等。機(jī)器視覺特點1.可實現(xiàn)非接觸測量由于機(jī)器視覺系統(tǒng)采用非接觸測量方式，對觀測者和被觀測者都不會產(chǎn)生任何損傷，能顯著提高系統(tǒng)的可靠性，增加儀器設(shè)備的作用空間。2.具有較寬的光譜響應(yīng)范圍由于人類的視覺感知能力只限于電磁波譜的可視波段，而成像器件的感知范圍則可覆蓋幾乎全部電磁波譜，從γ射線到無線電波。成像器件可以對非人類習(xí)慣的那些圖像源進(jìn)行加工，這些圖像源包括超聲波、電子顯微鏡及計算機(jī)產(chǎn)生的圖像，從而擴(kuò)展了人類的視覺范圍。3.能夠長時間工作由于體力和精力所限，人類難以長時間、高質(zhì)量地對同一對象進(jìn)行觀察。機(jī)器視覺系統(tǒng)則不然，它可以長時間地執(zhí)行觀測、分析與識別任務(wù)，并可應(yīng)用于惡劣的工作環(huán)境。機(jī)器視覺技術(shù)的應(yīng)用1.機(jī)器視覺技術(shù)在電子半導(dǎo)體行業(yè)中的應(yīng)用隨著半導(dǎo)體工業(yè)大規(guī)模集成電路日益普及，制造業(yè)對產(chǎn)量和質(zhì)量的要求日益提高，在需要減少生產(chǎn)力成本的前提下，機(jī)器視覺技術(shù)扮演著不可或缺的角色。機(jī)器視覺技術(shù)在電子半導(dǎo)體行業(yè)中的應(yīng)用案例：1）對IC表面字符的識別及管腳數(shù)目的檢測、長短腳的判別和管腳間距離的檢測。2）高速貼片機(jī)上對電子組件的快速定位。3）精密電子組件上微小異物和缺陷的檢測芯片單品合格與否的判定。圖7?2連接器管腳計數(shù)檢測機(jī)器視覺技術(shù)的應(yīng)用2.機(jī)器視覺技術(shù)在汽車制造業(yè)中的應(yīng)用在汽車電子產(chǎn)品的接插件生產(chǎn)過程中，生產(chǎn)效率和成品尺寸精度都有較高要求，機(jī)器視覺系統(tǒng)能夠?qū)嵤?4小時在線檢測。機(jī)器視覺在汽車制造業(yè)中的應(yīng)用案例：1）汽車總裝和零部件檢測，包括零部件尺寸、外觀、形狀的檢測；軸承生產(chǎn)中對滾珠數(shù)量的計數(shù)、滾珠間隙的檢測等。2）汽車儀表盤檢測，包括儀表盤指針角度檢測和指示燈顏色檢測等。3）發(fā)動機(jī)檢測，如機(jī)加工位置、形狀和尺寸大小檢測；活塞標(biāo)記方向和型號檢測；曲軸連桿、缸體缸蓋讀碼、字符、型號檢測等。圖7?3軸承滾珠計數(shù)檢測機(jī)器視覺技術(shù)的應(yīng)用3.機(jī)器視覺技術(shù)在流水線生產(chǎn)中的應(yīng)用機(jī)器視覺在各類流水線生產(chǎn)中有著巨大的市場，流水線生產(chǎn)的應(yīng)用案例：1）瓶裝啤酒生產(chǎn)流水線檢測系統(tǒng)：可以檢測啤酒是否達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)容量、標(biāo)簽是否完整。2）螺紋鋼外形輪廓尺寸的探測系統(tǒng)：以頻閃光作為照明光源，利用面陣和線陣CCD作為螺紋鋼外形輪廓尺寸的探測器件，實現(xiàn)熱軋螺紋鋼幾何參數(shù)的在線動態(tài)檢測。機(jī)器視覺技術(shù)的應(yīng)用4）引導(dǎo)機(jī)器人定位檢測系統(tǒng)：機(jī)器視覺檢測工件位置，機(jī)器人根據(jù)位置坐標(biāo)進(jìn)行定位焊接、抓取、鉆孔、擰螺絲等操作，如所示。5）醫(yī)藥包裝檢測系統(tǒng)：包裝袋表面條形碼讀取和生產(chǎn)日期的檢測；藥片的外形及其包裝情況的檢查；膠囊生產(chǎn)的壁厚和外觀檢查6）零部件測量系統(tǒng)：應(yīng)用于長度測量、角度測量、面積測量等方面。圖7?4引導(dǎo)機(jī)器人定位檢測系統(tǒng)機(jī)器視覺技術(shù)的應(yīng)用機(jī)器視覺技術(shù)的出現(xiàn)極大的提高了生產(chǎn)質(zhì)量，將企業(yè)從勞動依賴中解放出來，實現(xiàn)自動生產(chǎn)、檢測，在降低勞動力成本、應(yīng)對市場競爭、提高效率等方面起到積極的推動作用。隨著行業(yè)特點的不斷挖掘，各行各業(yè)對于機(jī)器視覺技術(shù)的需求不斷增加，這意味著機(jī)器視覺技術(shù)具有非常好的市場前景。機(jī)器視覺硬件系統(tǒng)定義：機(jī)器是指由各種金屬和非金屬部件組成的裝置。光作用于視覺器官，使其感受細(xì)胞興奮，然后神經(jīng)系統(tǒng)加工后便產(chǎn)生視覺（Vision）。視覺中的“視”指光源、鏡頭、相機(jī)、圖像采集卡等硬件系統(tǒng)，“覺”則指感知、分析、理解等軟件。定義：機(jī)器視覺（MachineVision）是一個系統(tǒng)概念，是人工智能的一個分支，是集現(xiàn)代先進(jìn)控制技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、傳感器技術(shù)于一體的光機(jī)電技術(shù)。一個完整的機(jī)器視覺系統(tǒng)通常是指通過工業(yè)相機(jī)、鏡頭、光源等設(shè)備的配合，將被攝取目標(biāo)轉(zhuǎn)換為圖像信號，傳遞給圖像處理系統(tǒng)，根據(jù)像素分布和亮度、灰度等信息，轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字化信號；圖像系統(tǒng)再對這些信號進(jìn)行針對需求的運(yùn)算抽取目標(biāo)特征，從而根據(jù)判別結(jié)果來控制現(xiàn)場設(shè)備的運(yùn)行動作。光源光源是影響機(jī)器視覺系統(tǒng)輸入的重要因素，它直接影響輸入數(shù)據(jù)的質(zhì)量和應(yīng)用效果。由于沒有通用的機(jī)器視覺光源照明設(shè)備，所以針對每個特定的應(yīng)用實例，要選擇相應(yīng)的照明裝置，以達(dá)到最佳的效果。光源可分為可見光和不可見光，常見的幾種可見光源有白熾燈、日光燈、水銀燈和鈉光燈。缺點：光能不穩(wěn)定。所以如何使光能在一定的程度上保持穩(wěn)定，是目前急需解決的問題；另一方面，環(huán)境光有可能影響圖像的質(zhì)量，所以可采用加防護(hù)屏的方法來減少環(huán)境光的影響。影響光源的因素1）對比度機(jī)器視覺應(yīng)用照明的最重要的任務(wù)就是使需要被觀察的特征與需要被忽略的圖像特征之間產(chǎn)生最大的對比度，從而易于特征的區(qū)分。2）亮度當(dāng)選擇兩種光源的時候，最佳的選擇肯定是更亮的那個。因為當(dāng)光源亮度不夠時就會出現(xiàn)以下三種情況：（1）相機(jī)的信噪比不夠；（2）圖像的對比度不夠，在圖像上出現(xiàn)噪聲的可能性也隨之增大；（3）光源的亮度不夠，必然需要加大光圈，從而減少景深，并且自然光也會隨機(jī)對系統(tǒng)加大影響。影響光源的因素3）魯棒性測試好光源的方法是看光源是否對部件的位置敏感度最小。當(dāng)光源放置在攝像頭視野的不同區(qū)域或不同角度時，結(jié)果圖像應(yīng)該不會隨之變化。方向性很強(qiáng)的光源，增大了對高亮區(qū)域的鏡面反射發(fā)生的可能性，這不利于后面的特征提取。4）光源可預(yù)測當(dāng)光源入射到物體表面的時候，光源的放映是可以預(yù)測的，光源可能被吸收或被放射，光可能被完全吸收（黑金屬材料，表面難以照亮）或者被部分吸收（造成了顏色的變化及亮度的不同）。不被吸收的光就會被反射，入射光的角度等于反射光的角度。影響光源的因素5）物體表面如果所有物體表面是相同的，在解決實際應(yīng)用的時候就沒有必要采用不同的光源技術(shù)了，但由于物體表面的不同，因此需要觀察視野中的物體表面，并分析光源入射的反映。6）光源的位置既然光源按照入射角反射，因此光源的位置對獲取高對比度的圖像很重要，光源的目標(biāo)是要達(dá)到使感興趣的特征與其周圍的背景對光源的反射不同。預(yù)測光源如何在物體表面反射就可以決定出光源的位置。7）選擇光源光源應(yīng)該按照照明形狀的需要來選擇，需要有足夠的均勻度，且穩(wěn)定性能要好。16光源分類1）光源按照射方法分類光源按照射方法分為背向照明、前向照明、結(jié)構(gòu)光和頻閃光照明等。1.背向照明：被測物放在光源和攝像機(jī)之間，它的優(yōu)點是能獲得高對比度的圖像2.前向照明：光源和攝像機(jī)位于被測物的同側(cè)，這種方式便于安裝3.結(jié)構(gòu)照明：將光柵或光源等投射到被測物上，根據(jù)它們產(chǎn)生的即便，調(diào)解出被測物體的三維信息4.頻閃照明：將高頻率的光脈沖照射到物體上，攝像機(jī)拍攝要求與光源同步圖7?5常見光源類型光源分類2）光源按形狀分類（1）環(huán)形光源：環(huán)形光源提供不同照射角度、不同顏色組合，更能突出物體的三維信息；高密度LED陣列，高亮度；多種緊湊設(shè)計，節(jié)省安裝空間；解決對角照射陰影問題；可選配漫射板導(dǎo)光，光線均勻擴(kuò)散。（2）條形光源：條形光源是較大方形結(jié)構(gòu)被測物的首選光源，顏色可根據(jù)需求搭配，自由組合，照射角度與安裝隨意可調(diào)。（3）AOI專業(yè)光源：不同角度的三色光照明，照射凸顯錫焊三維信息；外加漫射板導(dǎo)光，減少反光不同角度組合。光源分類（4）球積分光源：具有積分效果的半球面內(nèi)部，均勻反射從底部360°發(fā)射出的光線，使整個圖像的照度十分的均勻。（5）線性光源：超高高度，采用柱面透鏡聚光，適用于各種流水線連續(xù)檢測場合。（6）點光源：大功率LED，體積小，發(fā)光強(qiáng)度高；光前鹵素?zé)舻奶娲?，尤其適合作為鏡頭的同軸光源等，高效散熱裝置，大大提高光源的使用壽命。19鏡頭常見工業(yè)鏡頭：圖7?6常見工業(yè)鏡頭選擇工業(yè)鏡頭注意事項1）視場：即FOV，也叫視野范圍，指觀測物體的可視范圍，也就是充滿相機(jī)采集芯片的物體部分。2）工作距離：即WD，指從鏡頭前部到受檢測物體的距離，即清晰成像的表面距離。3）分辨率：圖像系統(tǒng)可以測到的受檢驗物體上的最小可分辨率特征尺寸，在多數(shù)情況下，視野越小，分辨率越好。4）景深：即DOF，物體離最佳焦點較近或比較較遠(yuǎn)時，鏡頭保持所需分辨率的能力。選擇工業(yè)鏡頭注意事項5）焦距（f）：是光學(xué)系統(tǒng)中衡量光的聚集或發(fā)散的度量方式，指從透鏡的光心到光聚焦之焦點的距離，也是照相機(jī)中，從鏡片中心到底片或CCD等成像平面的距離。焦距大小的影響情況：焦距越小，景深越大；焦距越小，畸變越大；焦距越小，漸暈現(xiàn)象越嚴(yán)重，使像差邊緣的照度降低。6）失真：又稱為畸變，指被攝物平面內(nèi)的主軸直線，經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)成像后變?yōu)榍€，則此光學(xué)系統(tǒng)的成像誤差稱為畸變，畸變像差只影響影像的幾何形狀，而不影響影像的清晰度。7）光圈與F值：光圈是一個用來控制鏡頭通光量的裝置，它通常是在鏡頭內(nèi)，表達(dá)光圈大小我們是用F值，如F2，F(xiàn)4。22工業(yè)鏡頭的接口1）C型：C型接口鏡頭與攝像機(jī)接觸面至鏡頭焦平面（攝像機(jī)CCD光電感應(yīng)處的位置）的距離為17.5mm。2）CS型：CS型接口距離為12.5mm，CS型鏡頭與CS型攝像機(jī)可以配合使用。C型鏡頭與CS型攝像機(jī)之間增加一個5mm的C/CS轉(zhuǎn)接環(huán)可以配合使用，CS型鏡頭與C型攝像機(jī)無法配合使用。3）F型：通用型接口，一般適用于焦距大于25mm的鏡頭。圖7?7工業(yè)鏡頭的接口相機(jī)按照不同標(biāo)準(zhǔn)可分為：標(biāo)準(zhǔn)分辨率數(shù)字相機(jī)和模擬相機(jī)等。根據(jù)不同的實際應(yīng)用場合選不同的相機(jī)和高分辨率相機(jī)：線掃描CCD和面陣CCD、單色相機(jī)和彩色相機(jī)。在完整的機(jī)器視覺系統(tǒng)中，工業(yè)相機(jī)相比于民用相機(jī)具有更強(qiáng)的圖像穩(wěn)定性、工作持續(xù)性以及環(huán)境適應(yīng)性，是機(jī)器視覺領(lǐng)域的關(guān)鍵部件，主要用于工業(yè)成像。數(shù)字相機(jī)的工作原理被檢物品反射光線，經(jīng)過鏡頭折射在感光傳感器上（CCD或CMOS）產(chǎn)生模擬電流信號，此信號經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換至數(shù)字信號，然后傳遞給圖像處理器得到圖像，最后通過工業(yè)相機(jī)通信接口傳入計算機(jī)中，以便后續(xù)進(jìn)行圖像處理分析。工業(yè)相機(jī)的不同分類按圖像處理器芯片類型分為：CCD相機(jī)、CMOS相機(jī)。按輸出信號形式分為：模擬相機(jī)、數(shù)字相機(jī)；按成像色彩可以分為彩色相機(jī)、黑白相機(jī)。按像素排列方式分為：面陣相機(jī)、線陣相機(jī)；按掃描方式可以分成隔行掃描相機(jī)、逐行掃面相機(jī)。按圖像處理方式分為：直接顯示工業(yè)相機(jī)、智能相機(jī)。按響應(yīng)頻率可以分成光相機(jī)、紅外相機(jī)、紫外相機(jī)等。按接口類型分為：USB2.0相機(jī)、USB3.0相機(jī)、1394A相機(jī)、1394B相機(jī)、GigE相機(jī)、CameraLink相機(jī)。模擬相機(jī)和彩色相機(jī)模擬相機(jī)的輸出格式是模擬信號，一般搭配模擬采集卡才能在圖像上進(jìn)行顯示，輸出信號的分為PAL制與NTSC制，而對于黑白相機(jī)PAL對應(yīng)CCIR，NTSC對應(yīng)EIA。彩色相機(jī)成像圖像為彩色圖像，可以將色彩模式換成MONO當(dāng)黑白相機(jī)使用，而黑白相機(jī)在機(jī)器視覺應(yīng)用較為廣泛。面陣相機(jī)的像素分布是一個矩形或者正方形的。矩形傳感器一般寬高比為4：3，也有一些成正方形。線陣相機(jī)的像素傳感器排布成一條線狀。相比于模擬相機(jī)，數(shù)字相機(jī)在機(jī)器視覺領(lǐng)域應(yīng)用更為廣泛。CCD工作原理彩色相機(jī)主要的圖像傳感器，根據(jù)芯片可以劃分為CCD和CMOS圖像傳感器。CCD是電荷耦合器件的簡稱，在感光像點接受光照之后，感光元件產(chǎn)生對應(yīng)的電流，電流大小與光強(qiáng)對應(yīng)，因此感光組件直接輸出的電信號是模擬的。在CCD傳感器中，每一個感光組件都不對此作進(jìn)一步的處理，而是將它直接輸出到下一個寄存器，結(jié)合該組件生成的模擬信號輸出給第三個寄存器，以此類推，直到結(jié)合最后一個寄存器后，才能形成統(tǒng)一的輸出。CCD工作原理由于感光組件生成的電信號太過微弱，加上在此過程中會產(chǎn)生大量電壓損耗而無法直接進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換工作，因此這些輸出數(shù)據(jù)必須做統(tǒng)一的放大處理。該任務(wù)是由CCD傳感器中的放大器專門負(fù)責(zé)，經(jīng)放大器處理之后，每個像點的電信號強(qiáng)度都獲得同樣幅度的增大；因信號只通過一個放大器放大，所以產(chǎn)生的噪點較少。且由于CCD本身無法將模擬信號直接轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，因此還需要一個專門的模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片進(jìn)行處理，最終以二進(jìn)制數(shù)字圖像矩陣的形式輸出給專門的DSP處理芯片。29CMOS工作原理CMOS是互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體的簡稱，CMOS傳感器中每一個感光組件都直接整合了放大器和模數(shù)轉(zhuǎn)換邏輯。當(dāng)感光二極管接受光照、產(chǎn)生模擬的電信號之后，電信號首先被該感光組件中的放大器放大，然后直接轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的數(shù)字信號。換句話說，在CMOS傳感器中，每一個感光組件都可產(chǎn)生最終的數(shù)字輸出，所得數(shù)字信號合并之后被直接送交DSP芯片處理。CMOS感光組件優(yōu)缺點優(yōu)點：CMOS傳感器有分辨率大、成本低，體積小等優(yōu)勢。缺點：CMOS感光組件中的放大器屬于模擬器件，無法保證每個像點的放大率都保持嚴(yán)格一致，致使放大后的圖像數(shù)據(jù)無法代表拍攝物體的原貌。體現(xiàn)在最終的輸出結(jié)果上，就是圖像中出現(xiàn)大量的噪聲，品質(zhì)明顯低于CCD傳感器。隨著CMOS傳感器在消費(fèi)電子設(shè)備的大量應(yīng)用，CMOS技術(shù)發(fā)展加速，其性能已經(jīng)顯著提高，且制造成本大幅下降。CMOS目前在傳感器的圖像質(zhì)量和分辨率已經(jīng)逐漸不落后于CCD，且其保持了本身的固有優(yōu)勢，目前在工業(yè)相關(guān)展會上，很難看到CCD的身影，也側(cè)面說明CMOS會是未來工業(yè)相機(jī)傳感器的主流。機(jī)器視覺圖像處理平臺典型的機(jī)器視覺圖像處理平臺可分為兩大類：PC式或稱板卡式機(jī)器視覺系統(tǒng)（PC－BasedVisionSystem）。嵌入式機(jī)器視覺系統(tǒng)，亦稱“智能相機(jī)”（SmartCamera）或“視覺傳感器”（VisionSensor）。機(jī)器視覺圖像處理平臺1.PC式視覺系統(tǒng)PC式視覺系統(tǒng)是一種基于個人計算機(jī)（PC）的視覺系統(tǒng)。構(gòu)成：一般由光源、光學(xué)鏡頭、CCD或CMOS相機(jī)、圖像采集卡、圖像處理軟件以及一臺PC機(jī)構(gòu)成。基于PC的機(jī)器視覺應(yīng)用系統(tǒng)尺寸較大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，開發(fā)周期較長，但可達(dá)到理想的精度及速度，能實現(xiàn)較為復(fù)雜的系統(tǒng)功能。圖像采集卡是完整的機(jī)器視覺系統(tǒng)的一個部件，它直接決定了攝像頭的接口：黑白、彩色、模擬、數(shù)字等。機(jī)器視覺圖像處理平臺比較典型的是PCI或AGP兼容的捕獲卡。可以將圖像迅速地傳送到計算機(jī)存儲器進(jìn)行處理，有些采集卡有內(nèi)置的多路開關(guān)。例如，可以連接8個不同的攝像機(jī)，然后告訴采集卡采用那一個相機(jī)抓拍到的信息，有些采集卡有內(nèi)置的數(shù)字輸入以觸發(fā)采集卡進(jìn)行捕捉，當(dāng)采集卡抓拍圖像時數(shù)字輸出口就觸發(fā)閘門。34機(jī)器視覺圖像處理平臺2.嵌入式機(jī)器視覺系統(tǒng)所謂“嵌入式機(jī)器視覺系統(tǒng)”，是指一種通過視覺方法去理解周邊環(huán)境的機(jī)器主要涉及到兩種技術(shù)：嵌入式系統(tǒng)和計算機(jī)視覺。特點：易學(xué)、易用、易維護(hù)、易安裝等，可在短期內(nèi)構(gòu)建起可靠而有效的機(jī)器視覺系統(tǒng)，從而極大的進(jìn)步了應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)速度。數(shù)字圖像處理數(shù)字圖像處理是使用的數(shù)字計算機(jī)來處理數(shù)字圖像通過一個算法，是數(shù)字信號處理的子類別或領(lǐng)域。優(yōu)勢：1.允許將更廣泛的算法應(yīng)用于輸入數(shù)據(jù)，并且可以避免諸如在處理過程中產(chǎn)生噪聲和失真之類的問題。2.允許使用更復(fù)雜的算法，既可以在簡單任務(wù)上提供更復(fù)雜的性能，又可以實現(xiàn)模擬方式無法實現(xiàn)的方法?！皥D像”為“事件或事物的一種表示、寫真或臨摹，或一個生動的或圖形化的描述”?！皥D”是物體透射光或反射光的分布；“像”是人的視覺系統(tǒng)對圖的接收在大腦中形成的印象或認(rèn)識；“圖像”是兩者的結(jié)合，是客觀景物通過某種系統(tǒng)的一種映射；從廣義上說，是自然界景物的客觀反映。數(shù)字圖像處理圖像按照空間坐標(biāo)和亮度（或色彩）的連續(xù)性可分為：模擬圖像和數(shù)字圖像。1.模擬圖像（物理圖像）：直接從觀測系統(tǒng)（輸入系統(tǒng)）獲得、未經(jīng)采樣和量化的圖像；模擬圖像在空間分布和亮度取值上均為連續(xù)分布。2.數(shù)字圖像：圖像的數(shù)字表示或經(jīng)過采樣和量化的圖像，像素就是離散單元，量化的灰度就是數(shù)字量值。數(shù)字圖像處理數(shù)字圖像處理就是用數(shù)字計算機(jī)處理所獲取視覺信息的技術(shù)。一幅圖像可定義為一個二維函數(shù)f(x,y)，其中x,y是空間坐標(biāo)，而在任何一對空間坐標(biāo)(x,y)處的幅值稱為圖像在該點處的強(qiáng)度或灰度。當(dāng)x,y和灰度值f是有限的離散數(shù)值時，我們稱該圖像為數(shù)字圖像。數(shù)字圖像是由有限的元素組成的，每個元素都有特定的位置和幅值，這些元素稱為像素。光電圖像處理：不僅包含數(shù)字圖像處理的全部內(nèi)容，而且還需要考慮和涉及圖像的采集、處理、顯示、傳輸、存儲等一體化系統(tǒng)及光電領(lǐng)域的各種應(yīng)用技術(shù)等。涉及概念數(shù)字圖像處理涉及相關(guān)概念如下：1.采樣與量化：圖像數(shù)字化，是指將模擬圖像經(jīng)過離散化之后，得到用數(shù)字表示的圖像。圖像的數(shù)字化包括了空間離散化（即采樣）和明暗表示數(shù)據(jù)的離散化（即量化）。2.分辨率：區(qū)分圖像中的目標(biāo)物細(xì)節(jié)的程度，稱為圖像的分辨率。圖像分辨率包括空間分辨力和幅度分辨率，分別由圖像的采樣和量化決定。3.圖像增強(qiáng)：通過某種技術(shù)有選擇的突出對某一具體應(yīng)用有用的信息，削弱或抑制一些無用的信息。基于圖像的灰度直方圖，根據(jù)所在空間不同，分為空域和頻域兩種。取樣：對坐標(biāo)的數(shù)值化量化：對幅值的數(shù)字化灰度分辨率：灰度級中可分辨的最小變化。空間分辨率：圖像中可辨別的最小細(xì)節(jié)的度量。常用的彩色增強(qiáng)有：真彩色增強(qiáng)技術(shù)、假彩色增強(qiáng)技術(shù)、偽彩色增強(qiáng)技術(shù)。涉及概念4.圖像加減乘除：相加用于平滑噪聲，相減用于增強(qiáng)差別，相乘用于矯正陰影和模板操作。5.直方圖均衡化：對在圖像中像素的個數(shù)多的灰度級進(jìn)行展寬，而對像素個數(shù)少的灰度級進(jìn)行縮減，從而達(dá)到清晰圖像的目的。6.直方圖匹配:直方圖規(guī)定化是使原圖像灰度直方圖變成規(guī)定形狀的直方圖而對圖像作修正的增強(qiáng)方法，也稱為直方圖匹配。7.空域濾波：是指利用像素及像素鄰域組成的空間進(jìn)行圖像增強(qiáng)的方法，原理是對圖像進(jìn)行模板運(yùn)算。模板運(yùn)算的基本思路是將賦予某個像素的值作為它本身灰度值和其相鄰像素灰度值的函數(shù)。圖像處理軟件定義：通過底層算法實現(xiàn)目標(biāo)適配圖像處理軟件是用于處理圖像信息的各種應(yīng)用軟件的總稱。原理：工業(yè)視覺軟件可以對數(shù)字信號進(jìn)行各種運(yùn)算來抽取目標(biāo)的特征，進(jìn)而根基判別結(jié)果來控制現(xiàn)場設(shè)備動作，自動完成圖像采集、顯示、存儲、處理等流程。機(jī)器視覺系統(tǒng)的關(guān)鍵所在：對獲取的圖像信息即視覺信號的處理不同的機(jī)器視覺圖像處理軟件有不同的目標(biāo)傾向，最終通過圖像處理算法實現(xiàn)對被測物的識別、定位、測量、檢測等功能。圖像處理軟件機(jī)器視覺系統(tǒng)在行業(yè)應(yīng)用中的功能主要有三大類：定位、測量、缺陷檢測。機(jī)器視覺技術(shù)在完成這一系列應(yīng)用時都離不開圖像處理這一重要環(huán)節(jié)。圖像處理包括：圖像識別、圖像描述、圖像增強(qiáng)、圖像復(fù)原、圖像分割和圖像分析等一系列具體功能。這些功能都為機(jī)器視覺系統(tǒng)的應(yīng)用提供了不同的輔助手段。42圖像處理軟件在定位過程中，圖像識別強(qiáng)大的搜索功能可以在最短的時間內(nèi)準(zhǔn)確將目標(biāo)定位。在測量服務(wù)中，圖像增強(qiáng)有助于更好的提取測量目標(biāo)的主要特征；圖像分析是直接參與測量的有利工具。在缺陷檢測環(huán)節(jié)中，沒有圖像處理缺陷的檢測將無法實現(xiàn)，對比更是無從談起。圖像處理軟件是處理圖像的重要工具，人們通過這一工具對采集到的圖像進(jìn)行分析處理，從而實現(xiàn)對產(chǎn)品的監(jiān)控、檢測、篩選與測量等。因此，作為機(jī)器視覺系統(tǒng)接力的最后一棒，也是實現(xiàn)自動化、智能化最為關(guān)鍵的一步，圖像處理技術(shù)有著舉足輕重的地位。圖像處理軟件目前圖像處理軟件主要由外國品牌廠商主導(dǎo)，國內(nèi)廠商多進(jìn)行二次開發(fā)。美、德系的Cognex、Keyence、NI等公司提供了主要的機(jī)器視覺圖像處理軟件服務(wù)，軟件的底層算法基本上被壟斷。44國內(nèi)的機(jī)器視覺圖像處理軟件一般是在OpenCV等開源算法庫或者Halcon、VisionPro、NIvision等第三方商業(yè)算法庫的基礎(chǔ)上進(jìn)行二次開發(fā)。獨立的底層算法具有較高的技術(shù)壁壘，國內(nèi)廠商僅有創(chuàng)科視覺、維視圖像、奧普特、?？低?、眾為興等少數(shù)機(jī)器視覺企業(yè)完成底層算法的研究并有一定應(yīng)用。臺達(dá)機(jī)器視覺設(shè)備臺達(dá)機(jī)器視覺系統(tǒng)DMV系列如圖所示。針對自動化生產(chǎn)線的需求，提供產(chǎn)品質(zhì)量的瑕疵檢測、外觀尺寸量測、工件計數(shù)、識別確認(rèn)、以及自動化對位組裝等多項視覺檢測功能與需求。使用者可通過DMV圖像處理控制器內(nèi)部多任務(wù)運(yùn)算處理能力，搭配人性化的操作界面以及多樣化的機(jī)器視覺檢測功能進(jìn)行作業(yè)。圖7?8臺達(dá)DMV系列機(jī)器視覺臺達(dá)機(jī)器視覺設(shè)備DMV系列的檢測功能DMV系列的檢測功能包含：面積檢測、邊緣位置、距離、計數(shù)、角度、瑕疵及斑點檢測、圖形比對、輪廓比對、字符辨識、坐標(biāo)、角度運(yùn)算、尋邊量測、以及自動對位、坐標(biāo)搜尋等多項功能。有效解決產(chǎn)在線因操作人員疲勞或疏忽所造成的誤判，檢測出人眼無法辨識的產(chǎn)品缺陷，精準(zhǔn)組裝高精密產(chǎn)品組裝等問題，全面提升產(chǎn)品質(zhì)量、降低客退件數(shù)、增加設(shè)備產(chǎn)能以及減少人力成本。臺達(dá)機(jī)器視覺設(shè)備通過DMV系列的視覺檢測工具可以確保檢測產(chǎn)品質(zhì)量以及提升整個自動化生產(chǎn)在線的效率，并且可以有效地應(yīng)用于一般產(chǎn)業(yè)機(jī)械、汽車工業(yè)、橡塑料制造、醫(yī)藥、食品、印刷、包裝產(chǎn)業(yè)、金屬加工、機(jī)械手臂整合應(yīng)用、TFT、半導(dǎo)體、太陽能等其他相關(guān)電子產(chǎn)業(yè)，協(xié)助各種產(chǎn)業(yè)上所生產(chǎn)的產(chǎn)品達(dá)到客戶滿意的質(zhì)量。47臺達(dá)機(jī)器視覺設(shè)備臺達(dá)DMV系列機(jī)器視覺輸入嵌入式機(jī)器視覺檢測系統(tǒng)包括：DMV1000G、DMV2000、DMV3000G3個系列。1.DMV1000GDMV1000G系列機(jī)器視覺簡單好上手，無需特殊復(fù)雜的設(shè)定，內(nèi)置閃光燈定時輸出控制以及雙相機(jī)同步運(yùn)行功能，可以大幅地降低視覺系統(tǒng)的硬件開發(fā)成本。DMV1000G機(jī)器視覺系統(tǒng)可通過以太網(wǎng)絡(luò)、串行式工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通訊接口以及I/O接口輸出，將檢測完成的數(shù)據(jù)回傳至PLC以及各種類型的上位控制器，快速應(yīng)用于自動化系統(tǒng)當(dāng)中。臺達(dá)機(jī)器視覺設(shè)備2.DMV2000DMV200系列機(jī)器視覺采用高速CameraLink接口相機(jī)，比以往支持更多通訊接口，快速連結(jié)外部設(shè)備。多部相機(jī)可以同時多任務(wù)并行，增進(jìn)效率與節(jié)省開發(fā)成本。在程序編輯上，用戶可自行定義運(yùn)轉(zhuǎn)模式的顯示、工作接口，提高彈性及靈活度。組成：主要由控制器本體、操作鼠標(biāo)、攝影機(jī)及傳輸線、鏡頭、光源及調(diào)光器等基本部件來組成。3.DMV3000GDMV3000G系列機(jī)器視覺提供智能型、人性化的工作接口，并采用臺達(dá)自制GigE相機(jī)，達(dá)到更高的傳輸速度，并保留DMV1000、DMV2000系列視覺檢測系統(tǒng)最精華的功能，提供用戶更完整的視覺檢測方案。49攝影機(jī)臺達(dá)DMV2000機(jī)器視覺配套攝影機(jī)采用CAMERA_LINK傳輸接口，攝影機(jī)上標(biāo)準(zhǔn)配備CH1及CH2共兩個傳輸接口。當(dāng)只使用一條傳輸線時，請接在CH1接口。若需要提升攝影機(jī)的傳輸速度時（提升Framerate速度），請將攝影機(jī)上的CH1及CH2接口，同時經(jīng)由兩條傳輸線接至DMV2000主機(jī)接口。表7?1臺達(dá)DMV2000機(jī)器視覺配套攝影機(jī)規(guī)格鏡頭根據(jù)攝影機(jī)類型選擇合適的鏡頭，臺達(dá)DMV2000機(jī)器視覺配套鏡頭規(guī)格如右表所示。表7?2臺達(dá)DMV2000機(jī)器視覺配套鏡頭規(guī)格LED光源根據(jù)應(yīng)用案例需要選擇合適的光源，臺達(dá)DMV2000機(jī)器視覺配套光源主要有以下設(shè)備：1）環(huán)形光源環(huán)形光源分為紅色光（DMV-DR6736R）和白色光（DMV-DR6736W）兩種類型，選配擴(kuò)散板（DMV-DR6736D）。環(huán)形光源照射角度30°，內(nèi)徑36mm，外徑67mm，適用于一般表面文字照明。2）同軸光源同軸光源主要為白色光（DMV-CX40W）型號，玻璃窗口40mm*40mm，適用于高反射性（如金屬）表面照明。3）背光板背光板主要為紅色光（DMV-BL60R）型號，60mm*60mm尺寸，適用于尺寸量測時背打光照明。4）電源供應(yīng)器電源供應(yīng)器為光源提供合適的電源，自帶閃光燈控制功能，主要分為1通道輸出（DMV-PS12C1）和2通道輸出（DMV-PS12C2），根據(jù)需要可以選配電源延長線（DMV-CA30P）。臺達(dá)機(jī)器視覺控制器臺達(dá)DMV2000系列機(jī)器視覺控制器提供高速精準(zhǔn)、多任務(wù)運(yùn)算處理能力、智能型、人性化的操作接口、多點IO輸入輸出接口、支持標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)接口（Ethernet、RS-232、RS-485）以及多樣化的機(jī)器視覺檢測功能。特點：1.多部攝影機(jī)可以同時多任務(wù)并行，增進(jìn)效率與節(jié)省開發(fā)成本2.影像自動更正與鏡頭失真補(bǔ)償功能3.新一代人性化操作接口，快速建立視覺檢測系統(tǒng)4.智能型操作流程與接口，節(jié)省開發(fā)時間臺達(dá)機(jī)器視覺控制器5.內(nèi)建多功能視覺開發(fā)工具模塊，不需自行編寫復(fù)雜程序6.提供數(shù)字IO以及光源控制模塊，滿足各種應(yīng)用場合7.硬件規(guī)格優(yōu)于同等級系列產(chǎn)品，實現(xiàn)高速運(yùn)算處理8.采用高速CameraLink接口相機(jī)9.支持工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)、RS-232、RS-485通訊接口，快速鏈接外部設(shè)備10.通過工業(yè)級標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證，系統(tǒng)可靠度更優(yōu)于PC-Based系統(tǒng)11.內(nèi)建PLC通信鏈接功能自動交換數(shù)據(jù)，無須編寫通訊程序12.自行定義運(yùn)轉(zhuǎn)模式中的顯示與操作接口接口功能圖7?9臺達(dá)DMV2000系列機(jī)器視覺控制器接口I/O接口臺達(dá)DMV2000系列機(jī)器視覺控制器輸入輸出端子分為：9pin(輸入)及12pin(輸出)脫落式端子。每一個輸入/輸出功能也可以由用戶依需求自由定義。輸入接口包括：攝影機(jī)取像觸發(fā)、測試狀態(tài)、觸發(fā)禁止、PLC數(shù)據(jù)鏈路通訊啟動旗標(biāo)、并列輸出交握旗標(biāo)、通訊輸出交握旗標(biāo)、并行數(shù)值輸入等功能。用鼠標(biāo)操作設(shè)置I/O接口功能，可以于“系統(tǒng)”“通信設(shè)置”“外部訊裝置設(shè)定”“外部端子”中選擇。圖7?10臺達(dá)機(jī)器視覺控制器外部端子設(shè)置I/O接口臺達(dá)DMV2000系列機(jī)器視覺控制器輸入端子功能定義出廠默認(rèn)值如下表所示。表7?3臺達(dá)DMV2000系列機(jī)器視覺控制器輸入端子功能I/O接口根據(jù)PLC輸出晶體管類型可以選擇NPN或者PNP接口電路方式，直流電源、PLC晶體管、電阻電容濾波電路、雙向光耦合器構(gòu)成直流回路，實現(xiàn)光電隔離和電平轉(zhuǎn)換等功能。圖7?11DMV2000控制器NPN輸入電路I/O接口臺達(dá)DMV2000系列機(jī)器視覺控制器輸入電路如所示。根據(jù)PLC輸出晶體管類型可以選擇NPN或者PNP接口電路方式，直流電源、PLC晶體管、電阻電容濾波電路、雙向光耦合器構(gòu)成直流回路，實現(xiàn)光電隔離和電平轉(zhuǎn)換等功能。圖7?12DMV2000控制器PNP輸入電路I/O接口臺達(dá)DMV2000系列機(jī)器視覺控制器輸出端子功能定義出廠默認(rèn)值如表所示。表7?4臺達(dá)DMV2000系列機(jī)器視覺控制器輸出端子功能I/O接口根據(jù)機(jī)器視覺控制器輸出NPN晶體管極性設(shè)計接口電路，直流電源、機(jī)器視覺控制器輸出晶體管、光耦合器、PLC輸入電路構(gòu)成直流回路。圖7?13DMV2000控制器一般輸出電路I/O接口根據(jù)機(jī)器視覺控制器輸出NPN晶體管極性設(shè)計接口電路，直流電源、機(jī)器視覺控制器輸出晶體管、光耦合器、光源調(diào)光器構(gòu)成直流回路。正電源24V需串接10kΩ電阻。當(dāng)電阻值錯誤時，不會燒毀DMV主機(jī)I/O點，但可能會造成閃光燈閃頻動作不正確。圖7?14DMV2000控制器接光源調(diào)光器閃頻控制輸出電路RS-232/485串行接口RS-232串行接口采用標(biāo)準(zhǔn)的9孔D形連接器.RS-232串行接口定義為從站（Slave）模式時，可以與機(jī)器人（Master）聯(lián)機(jī)；可以與臺達(dá)PLC聯(lián)機(jī)。RS-485串行接口采用標(biāo)準(zhǔn)的PIN連接器RS-485串行接口內(nèi)建3線接口，可實現(xiàn)1對多的通訊架構(gòu)，接線時直接由D+接到聯(lián)機(jī)組件的D+端，D-端接到聯(lián)機(jī)組件的D-端即可。用戶可以利用PLC、HMI、機(jī)器人等具有RS-232/485接口功能的控制器。RS-232/485串行接口用鼠標(biāo)操作設(shè)置RS-232接口功能，于“系統(tǒng)”“通信設(shè)置”“外部訊裝置設(shè)定”“RS232”中設(shè)定，如所示。RS-232接口需要設(shè)置通信速率、數(shù)據(jù)傳輸格式等參數(shù)。圖7?14臺達(dá)機(jī)器視覺控制器RS-232設(shè)置RS-232/485串行接口用鼠標(biāo)操作設(shè)置RS-485接口功能，于“系統(tǒng)”“通信設(shè)置”“外部訊裝置設(shè)定”“RS485”中設(shè)定。圖7?15臺達(dá)機(jī)器視覺控制器RS-485設(shè)置以太網(wǎng)接口以太網(wǎng)接口采用標(biāo)準(zhǔn)的RJ45連接器，采用TCP/IP通訊協(xié)議，支持ModbusTCP功能。PLC、HMI、工業(yè)機(jī)器人等控制器可以通過以太網(wǎng)接口與機(jī)器視覺控制器進(jìn)行通信。用鼠標(biāo)操作設(shè)置以太網(wǎng)接口IP地址，于“系統(tǒng)”“通信設(shè)置”“外部訊裝置設(shè)定”“以太網(wǎng)絡(luò)”中設(shè)定本機(jī)IP位置。圖7?16臺達(dá)機(jī)器視覺控制器以太網(wǎng)接口IP位置臺達(dá)機(jī)器視覺控制器基本操作DMV2000以鼠標(biāo)或鍵盤作為操作工具接口指令?；静僮髡鹿?jié)主要是針對頁面功能、項目設(shè)定方法做說明，包含：主頁面介紹、工具設(shè)定、系統(tǒng)設(shè)定。1.主頁面介紹DMV2000控制器啟動時的主要頁面如所示，大多數(shù)設(shè)置操作都在此界面完成。A.目前項目B.工具C.系統(tǒng)D.放大、縮小、自動E.編輯模式

F.新增、刪除、命名、復(fù)制、貼上

G.檢測流程H.并列流程序號I.結(jié)果J.持續(xù)更新K.觸發(fā)L.執(zhí)行M.攝影機(jī)拍攝影像畫面圖7?17DMV2000控制器啟動頁面臺達(dá)機(jī)器視覺控制器基本操作2.項目設(shè)定項目設(shè)定界面如所示，為進(jìn)入主頁面后第一個步驟，后續(xù)所有檢測設(shè)定將會依據(jù)所選定的項目做儲存。目前項目：用于顯示目前進(jìn)行設(shè)定操作的項目名稱。DMV2000內(nèi)部存儲器可儲存1000組項目，搭配記憶卡可擴(kuò)增至9999組專案。項目列表：顯示目前儲存于控制器與記憶卡的項目，其中媒體選項NAND為控制器內(nèi)部存儲器，SD為記憶卡。A.目前項目B.項目列表C.工具D.頁數(shù)圖7?18DMV2000控制器項目設(shè)定頁面臺達(dá)機(jī)器視覺控制器基本操作控制器內(nèi)部存儲器的項目編號為0～999，記憶卡的項目編號為1000起始。工具菜單：可以實現(xiàn)新建、刪除、復(fù)制、重命名、切換等操作。頁數(shù)：用于顯示目前所在的頁數(shù)，可按左、右箭頭鍵做頁面切換選擇。A.目前項目B.項目列表C.工具D.頁數(shù)圖7?18DMV2000控制器項目設(shè)定頁面臺達(dá)機(jī)器視覺控制器基本操作3.工具設(shè)定工具設(shè)定頁面為DMV2000控制器整體系統(tǒng)內(nèi)部功能與相關(guān)參數(shù)設(shè)定的檢視設(shè)定。功能包含：影像登錄、項目執(zhí)行時檢測畫面編輯、以及判斷結(jié)果設(shè)定。臺達(dá)機(jī)器視覺控制器基本操作1）登錄影像管理此為整個控制器系統(tǒng)的登錄影像管理，對攝影機(jī)所拍攝之影像進(jìn)行儲存、命名、刪除和復(fù)制等功能操作?？梢詫€別攝影機(jī)已登錄的影像進(jìn)行動作，亦可以對所有攝影機(jī)已登錄的影像進(jìn)行動作。登錄影像方式為調(diào)整攝影機(jī)設(shè)定完成后，點選持續(xù)更新，確認(rèn)攝影機(jī)拍攝到符合需求的影像，點選“登錄影像”，即完成動作。圖7?19DMV2000控制器登錄影像管理頁面臺達(dá)機(jī)器視覺控制器基本操作2）畫面編輯項目設(shè)定完成后，即可進(jìn)入項目執(zhí)行。畫面編輯如下圖所示，為運(yùn)轉(zhuǎn)模式(Runmode)時檢測窗口的布局方式。圖7?20DMV2000控制器畫面編輯頁面臺達(dá)機(jī)器視覺控制器基本操作“新增”點選后即可新增列表并選擇列表布局方式。1個流程依據(jù)檢測需求可選1～4個檢測窗口，每個窗口可以切換多個檢測組件的結(jié)果顯示，如圖所示。圖7?21DMV2000控制器新增畫面布局方式頁面臺達(dá)機(jī)器視覺控制器基本操作按下鼠標(biāo)右鍵選擇編輯、DotON/DotOFF、關(guān)閉?！熬庉嫛保嚎梢哉{(diào)整影像窗的長與寬和窗口的字體顏色?！癉otON/DotOFF”：選擇開啟或關(guān)閉網(wǎng)格功能?！瓣P(guān)閉”：點選后離開畫面編輯。A-影像窗；B-執(zhí)行結(jié)果；C-窗口圖7?22DMV2000控制器新增畫面布局方式頁面臺達(dá)機(jī)器視覺控制器基本操作影像窗：用于檢測組件觸發(fā)執(zhí)行時的畫面顯示。執(zhí)行結(jié)果：用于顯示項目在觸出執(zhí)行后的結(jié)果(OK/NG)。窗口：用于檢測項目執(zhí)行時的數(shù)據(jù)。包含項目名稱、日期與時間、運(yùn)行時間、總時間、檢測時間、NG次數(shù)、總次數(shù)、NG比率75A-影像窗；B-執(zhí)行結(jié)果；C-窗口圖7?22DMV2000控制器新增畫面布局方式頁面臺達(dá)機(jī)器視覺控制器基本操作3）判斷設(shè)定項目檢測執(zhí)行時，Runmode窗口會出現(xiàn)執(zhí)行結(jié)果為OK或是NG，判斷結(jié)果為OK或是NG的依據(jù)，則是使用者于“判斷設(shè)定”中所設(shè)定的參照數(shù)據(jù)，如圖所示。（1）最終OK/NG設(shè)定設(shè)定最終判定結(jié)果為OK或是NG的依據(jù)。1.TOUT1：TOUT1檢測結(jié)果OK，最終判定結(jié)果為OK。2.TOUT2：TOUT2檢測結(jié)果OK，最終判定結(jié)果為OK。3.TOUT1ANDTOUT2：TOUT1與TOUT2兩者的檢測結(jié)果皆必須OK，最終判定結(jié)果為OK。4.TOUT1ORTOUT2：TOUT1或TOUT2其中一者檢測結(jié)果為OK，最終判定結(jié)果為OK。圖7?23DMV2000控制器判斷設(shè)定頁面臺達(dá)機(jī)器視覺控制器基本操作（2）判斷設(shè)定判斷TOUT1與TOUT2的檢測結(jié)果為OK或是NG。點選“設(shè)定”進(jìn)入畫面后選擇“新增”，即會出現(xiàn)該項目所設(shè)定的流程數(shù)量與項目，用戶依據(jù)需求選擇要列入檢測判斷的流程或是項目，如圖所示。圖7?24控制器新增判斷流程設(shè)定頁面臺達(dá)機(jī)器視覺控制器基本操作（3）OKNG設(shè)定ChooseType：進(jìn)入后有“項目”與“窗口”2個選項。組件：檢測組件列表。參數(shù)：檢測組件必須具備坐標(biāo)位置、面積、周長參數(shù)值方能顯示于此，因此有斑點、瑕疵、邊緣位置、形狀、位置追蹤、寬度追蹤。參考：具備的檢測組件有斑點、瑕疵、邊緣位置、形狀、位置追蹤、寬度追蹤?！斑x擇項目”新增完成后，于“輸出結(jié)果”可以再次確認(rèn)要被列入判斷OK/NG的檢測組件。圖7?25DMV2000控制器結(jié)果輸出頁面臺達(dá)機(jī)器視覺控制器基本操作3.系統(tǒng)設(shè)定DMV2000控制器于編輯模式下，初始畫面顯示：“目前項目”、“工具”與“系統(tǒng)”3種設(shè)定選項。點選“系統(tǒng)”按鈕即可進(jìn)入控制器系統(tǒng)設(shè)定窗口系統(tǒng)設(shè)定為控制器的內(nèi)部設(shè)定，所有的系統(tǒng)設(shè)定皆適用于所有檢測項目，不因項目個別不同而有變動。臺達(dá)機(jī)器視覺控制器基本操作1）一般設(shè)定一般設(shè)定頁面用于設(shè)置項目檢測時的日期與時間設(shè)定和顯示語言設(shè)定，并選擇設(shè)定控制器初始畫面為執(zhí)行模式(Runmode)或是設(shè)定模式(Programmode)，如圖所示。圖7?26DMV2000控制器一般設(shè)定頁面臺達(dá)機(jī)器視覺控制器基本操作2）攝影機(jī)設(shè)定（1）攝影機(jī)參數(shù)設(shè)定DMV2000依據(jù)機(jī)種型號不同，分別可同時運(yùn)行2臺、4臺和8臺攝影機(jī)，因此工作相機(jī)可選擇攝影機(jī)序號。每臺攝影機(jī)可以為彩色或是灰階，連接上攝影機(jī)后，控制器會跳出是否自動偵測相機(jī)型號與規(guī)格，點選后即會自動帶入。圖7?27DMV2000控制器攝影機(jī)設(shè)定頁面臺達(dá)機(jī)器視覺控制器基本操作（2）白平衡設(shè)定將所選圖像的色彩還原，顏色進(jìn)行校正。拉取白平衡范圍至畫面中的白色位置，點選自動設(shè)定。（3）ROI設(shè)定針對圈選之范圍做影像擷取，用于檢查與量測時可以節(jié)省圖像處理時間，使用者可依實際需求調(diào)整檢測區(qū)域的大小。臺達(dá)機(jī)器視覺控制器基本操作（4）觸發(fā)器設(shè)定設(shè)定觸發(fā)檢測流程的方式，分為外部端子、內(nèi)部觸發(fā)、Ethernet、RS-232及RS-485共5種觸發(fā)器，1個檢測流程最多可被4種觸發(fā)器所觸發(fā)。圖7?28DMV2000控制器觸發(fā)器設(shè)定頁面臺達(dá)機(jī)器視覺控制器基本操作（5）閃光燈設(shè)定閃光燈控制為提供攝影機(jī)快門在取像過程中，配合動作時機(jī)打光輸出。DMV2000依據(jù)機(jī)種型號不同，最多可連接至8臺攝影機(jī)，因此閃光燈最多亦可設(shè)定至8個，可于同一流程設(shè)定多個閃光燈或是分別于不同流程設(shè)定多個閃光燈。圖7?29DMV2000控制器閃光燈設(shè)定頁面臺達(dá)機(jī)器視覺控制器基本操作3）通信設(shè)定控制器可以通過外部I/O端子訊號的通訊方式與上位控制器進(jìn)行通信鏈接，其中設(shè)定功能包含“外部通訊裝置設(shè)定”與“通訊協(xié)議設(shè)定”，具體設(shè)置方式可查閱相關(guān)技術(shù)手冊。4）顯示設(shè)定通過控制器端設(shè)定檢測時所顯示的畫面需求。目前控制器只支持屏幕分辨率“1920*1080”屏幕分辨率，暫不支持屏幕分辨率“1024*768”。顯示標(biāo)尺是顯示于攝影機(jī)拍攝畫面的輔助工具，使用者可根據(jù)檢測需求，選擇開啟或是關(guān)閉。臺達(dá)機(jī)器視覺檢測流程每個完整的檢測需求即稱為1個項目。項目的建立是依據(jù)不同檢測物的檢測需求設(shè)定產(chǎn)生，并且各項目間設(shè)定內(nèi)容并不相互影響。例如：對檢測物A執(zhí)行邊緣位置與邊緣角度功能，而對檢測物B執(zhí)行面積及瑕疵檢出功能，由于A及B的檢測要求不同，因此A與B的檢測即各為1個獨立專案。新建機(jī)器視覺檢測項目后，可依據(jù)檢測需求配合連接的攝影機(jī)數(shù)量進(jìn)行流程設(shè)定。圖7?30臺達(dá)機(jī)器視覺檢測流程臺達(dá)機(jī)器視覺檢測流程每個項目依據(jù)檢測需求不同，可以有1～8個流程并行，需于項目新增時同時設(shè)定欲并行的流程數(shù)量。1個流程必定包含“攝影機(jī)”、“檢測組件”、“結(jié)果輸出”、“狀態(tài)燈號”，且最多可設(shè)有1000個“檢測組件”。A.目前項目B.工具C.系統(tǒng)D.新增、刪除、命名、復(fù)制、貼上

E.攝影機(jī)F.檢測組件G.結(jié)果輸出H.狀態(tài)燈號I.并行流程

J.并行流程序號圖7?31臺達(dá)機(jī)器視覺流程圖頁面臺達(dá)機(jī)器視覺檢測設(shè)計1.檢測組件設(shè)定DMV2000控制器支持20種檢測組件。檢測組件新增確認(rèn)完成需點選左方的小圖標(biāo)個別進(jìn)行影像選擇、ROI、顏色條件、前處理、參數(shù)、限制、定位、執(zhí)行等參數(shù)設(shè)定。圖7?32DMV2000控制器檢測組件頁面臺達(dá)機(jī)器視覺檢測設(shè)計1）面積在設(shè)定的區(qū)域范圍中，計算黑色或白色像素的數(shù)量。通過二值化的方式，將影像轉(zhuǎn)換為只有黑與白兩種階層進(jìn)行量測，當(dāng)像素數(shù)量符合設(shè)定范圍時，檢測結(jié)果為OK，反之像素數(shù)量超出設(shè)定范圍時，檢測結(jié)果為NG。2）斑點通過二值化的方式，將影像轉(zhuǎn)換為只有黑與白兩種階層進(jìn)行量測，再計算黑色或白色的像素群，當(dāng)該像素群滿足設(shè)定范圍時即為一個斑點。斑點的數(shù)量、面積與坐標(biāo)亦可被檢出。3）瑕疵當(dāng)檢測對象有固定方向的瑕疵，如刮傷、污點時，可利用瑕疵工具進(jìn)行瑕疵檢出。臺達(dá)機(jī)器視覺檢測設(shè)計4）邊緣角度尋找灰階影像上由于明暗變化形成之2個邊緣，通過水平或是垂直方向掃描取其2個邊緣坐標(biāo)繪出一條直線，并計算該直線相對于水平的傾斜角度。5）邊緣計數(shù)為檢測影像明暗變化量符合設(shè)定值，若檢測的邊緣數(shù)量符合設(shè)定的范圍時，檢測結(jié)果判定為OK，反之若無法檢測到符合范圍的邊緣數(shù)量時，其檢測結(jié)果判定為NG。6）邊緣節(jié)距為邊緣寬度的強(qiáng)化功能，邊緣寬度僅可量測2個邊緣間的寬度結(jié)果，邊緣節(jié)距可同時量測數(shù)個邊緣寬度，并從中計算出個別寬度、寬度最大值、寬度最小值與寬度平均值。臺達(dá)機(jī)器視覺檢測設(shè)計7）邊緣位置為尋找灰階影像上由于明暗變化量形成之邊緣功能，通過水平或是垂直方向掃描取其2個邊緣，當(dāng)明暗變化量符合設(shè)定值且計算取得X坐標(biāo)、Y坐標(biāo)則檢測結(jié)果判定為OK，反之在檢測范圍中，若無偵測到符合設(shè)定值的明暗變化量，則檢測結(jié)果判定為NG。8）邊緣寬度為尋找灰階影像上由于明暗變化所形成之復(fù)數(shù)邊緣并計算出其寬度的功能，通過水平或是垂直方向掃描尋找外緣或內(nèi)緣的方式來取得寬度尺寸。若明暗變化差異符合量測寬度的設(shè)定限制范圍時，檢測結(jié)果判定為OK，反之量測的寬度尺寸未符合設(shè)定的限制范圍時，檢測結(jié)果判定為NG。臺達(dá)機(jī)器視覺檢測設(shè)計9）形狀為針對設(shè)定的范圍中尋找默認(rèn)的樣本影像，并搜尋該特定樣本的輪廓、X坐標(biāo)、Y坐標(biāo)、