視覺系統(tǒng)是任何想要提高質(zhì)量或自動化生產(chǎn)的制造商的主要考慮因素，但是選擇與您的應(yīng)用程序和所有權(quán)要求相匹配的系統(tǒng)可能會造成混淆。

了解市場上的系統(tǒng)類型以及集成視覺時要考慮的因素，將有助于實施者降低成本并提高檢測可靠性。視覺系統(tǒng)可以被認為是具有識別，檢測和交流關(guān)鍵信息的眼睛的計算機，從而可以通過持續(xù)交付高質(zhì)量的產(chǎn)品來減少代價高昂的錯誤，提高生產(chǎn)率并提高客戶滿意度。視覺系統(tǒng)主要用于在線檢測，可以高速，高精度和高一致性地執(zhí)行復(fù)雜或平凡的重復(fù)性任務(wù)。制造過程中的錯誤或偏差會立即被發(fā)現(xiàn)并傳遞，從而可以即時進行控制修改，以減少報廢并較大程度地減少昂貴的停機時間。視覺系統(tǒng)也已部署用于非檢測任務(wù)，

視覺系統(tǒng)有各種形狀和尺寸，可以滿足任何應(yīng)用程序的需求，但是它們都有相同的核心要素。每個視覺系統(tǒng)都有一個或多個圖像傳感器，這些圖像傳感器可以捕獲圖片進行分析，并且都包含執(zhí)行用戶定義的檢測程序或配方的應(yīng)用軟件和處理器。此外，所有視覺系統(tǒng)都將提供某種方式將結(jié)果傳達給輔助設(shè)備以進行控制或操作員監(jiān)控，這是很重要的，要知道視覺系統(tǒng)之間存在重大差異，這對于任何給定應(yīng)用而言，一個視覺系統(tǒng)比另一個視覺系統(tǒng)更適合。同樣重要的是要了解和欣賞為工作選擇傳感器，照明和光學器件的重要性。否則可能會導(dǎo)致意外的誤剔除，甚至更糟的是誤報。

市場上有很多視覺系統(tǒng)，但出于本文的目的，我們將它們分為兩類-帶有單個嵌入式傳感器（也稱為智能相機）的視覺系統(tǒng)和連接一個或多個傳感器（多個）的視覺系統(tǒng)。 -相機視覺系統(tǒng)）。使用一個或另一個的決定不僅取決于所需的傳感器數(shù)量，還取決于許多其他因素，包括性能，擁有成本和系統(tǒng)需要運行的環(huán)境。例如，智能相機通常被設(shè)計成比多相機系統(tǒng)更能耐受惡劣的操作環(huán)境。同樣，多攝像機系統(tǒng)往往成本更低，并且可以為更復(fù)雜的應(yīng)用提供更高的性能。

區(qū)分這兩種系統(tǒng)的另一種方法是根據(jù)處理要求進行思考。對于許多應(yīng)用，例如在汽車制造中，希望沿裝配線具有多個獨立的檢測點。智能相機是一個很好的選擇，因為它們是獨立的，可以輕松地編程以執(zhí)行特定任務(wù)，并在需要時進行修改，而不會影響生產(chǎn)線上的其他檢測。以這種方式，處理被“分布”在多個攝像機上。同樣，生產(chǎn)線的其他部分可能更適合“集中式”加工方法。例如，對某些組件進行檢測需要16個或32個傳感器的情況并不少見。在這種情況下，多攝像頭系統(tǒng)可能更適合，因為它的成本更低且操作員更容易與之交互。選擇任何視覺系統(tǒng)時，重要的考慮因素可能是軟件。該軟件的功能須符合應(yīng)用程序，編程和運行時需求。如果他們沒有這樣做，您將發(fā)現(xiàn)自己在嘗試使系統(tǒng)符合您的期望方面投入了比預(yù)期更多的時間和費用。如果您不熟悉機器視覺，或者您的應(yīng)用程序要求很簡單，則應(yīng)選擇易于使用（即不需要編程），包括核心功能（即模式匹配，特征查找，條形碼/ 2D， OCR），并可以與互補接口 您會發(fā)現(xiàn)自己花費了更多的時間和錢來使系統(tǒng)符合您的期望。如果您不熟悉機器視覺，或者您的應(yīng)用程序要求很簡單，則應(yīng)選擇易于使用（即不需要編程），包括核心功能（即模式匹配，特征查找，條形碼/ 2D， OCR），并可以與互補接口 您會發(fā)現(xiàn)自己花費了更多的時間和錢來使系統(tǒng)符合您的期望。如果您不熟悉機器視覺，或者您的應(yīng)用程序要求很簡單，則應(yīng)選擇易于使用（即不需要編程），包括核心功能（即模式匹配，特征查找，條形碼/ 2D， OCR），并可以與互補接口

使用標準工廠協(xié)議的設(shè)備。如果您的需求更加復(fù)雜并且對編程感到滿意，則可以尋找軟件包，以提供更多的靈活性和控制能力。在任何一種情況下，請確保您選擇的軟件可在視覺系統(tǒng)平臺上使用，以防由于檢測要求的變化而需要遷移。

　　圖像傳感器分辨率的實施因素

圖像傳感器將從零件收集的光轉(zhuǎn)換為電信號。這些信號被數(shù)字化為一個稱為“像素”的值的數(shù)組，這些值在檢測過程中由視覺系統(tǒng)處理。圖像傳感器可以集成到系統(tǒng)中（例如在智能相機的情況下），也可以集成到連接到系統(tǒng)的相機中。檢測的分辨率（精度）部分取決于傳感器中物理像素的數(shù)量。標準的VGA傳感器具有640 x 480物理像素（寬x高），每個物理像素約為7.4微米見方。根據(jù)這些數(shù)字，可以估算出“現(xiàn)實世界”單位的分辨率。

視覺系統(tǒng)使用的圖像傳感器高度專業(yè)化，因此比網(wǎng)絡(luò)攝像頭昂貴。首先，期望具有正方形的物理像素。這使測量計算更容易，更準確。其次，攝像頭可以由視覺系統(tǒng)觸發(fā)，以根據(jù)就地信號進行拍照。第三，攝像機具有精密的曝光和快速的電子快門，可以在大多數(shù)零件沿線移動時“凍結(jié)”大多數(shù)零件的運動。圖像傳感器具有多種不同的分辨率和接口，可滿足任何應(yīng)用需求。在許多情況下，會部署多個圖像傳感器來檢測大型零件或同一零件的不同表面。

　　傳感器鏡頭選擇

每個傳感器都需要一個透鏡，用于收集從被檢測部件反射（或透射）的光，以在傳感器上形成圖像。合適的鏡頭可以讓您看到所需的視場（FOV），并將相機放置在距零件方便的工作距離處。工作距離大約是從傳感器前端到被檢零件的距離。更準確的定義考慮了鏡頭和相機機身的結(jié)構(gòu)?？紤]以下示例：如果要檢測的零件寬4英寸，長2英寸，那么您需要的視場比4英寸略大，前提是您可以將零件放置在此視場內(nèi)。在指定FOV時，您還需要考慮相機的“長寬比”-寬長比。視覺系統(tǒng)使用的傳感器通常具有4：3的寬高比，

根據(jù)FOV，工作距離和相機規(guī)格，可以估算鏡頭的焦距。

焦距是指定鏡頭的常用方法，理論上是從“無限遠”（平行光線）發(fā)出的光線聚焦到鏡頭后方的距離。機器視覺中鏡頭的常見焦距為9mm，12mm，16mm，25mm，35mm和55mm。完成計算后，估計的焦距可能不會與這些常見值中的任何一個完全匹配。我們通常選擇接近的焦距，然后調(diào)整工作距離以獲得所需的FOV。

大多數(shù)視覺供應(yīng)商提供的工具可幫助您計算接近的鏡頭以匹配您的FOV和工作距離。鏡頭還有其他重要規(guī)格，例如鏡頭引入的光學畸變的數(shù)量和類型以及鏡頭可聚焦的程度。

　　光源

人眼在各種照明條件下都能看得清楚，但是機器視覺系統(tǒng)的功能卻不那么強。因此，您須仔細照亮要檢測的零件，以便視覺系統(tǒng)可以清楚地“看到”您要檢測的特征。理想情況下，應(yīng)調(diào)節(jié)光線并使其保持恒定，以使視覺系統(tǒng)看到的光線變化是由于被檢零件的變化而不是光源的變化。盡管某些視覺算法可以忍受光線的某些變化，但是設(shè)計良好的實現(xiàn)將減少任何不確定性。選擇光源時，目標是“放大”要檢測的零件的元素，并“衰減”不需要的元素。適當?shù)恼彰骺梢允箼z測更快，更準確，而不良的照明則是導(dǎo)致檢測失敗的主要原因。通常建議避免使用環(huán)境光，例如高架燈，因為環(huán)境光會隨時間變化。工廠的燈光可能會跳動，燒毀，變暗或被遮擋。同樣，如果檢測站附近有窗戶，則外部光線變化會對系統(tǒng)的堅固性產(chǎn)生負面影響。選擇合適的照明需要大多數(shù)供應(yīng)商在應(yīng)用評估期間可以提供的一些知識和經(jīng)驗。

　　可預(yù)測的零件表示

重要的是要考慮如何將零件提供給視覺系統(tǒng)進行檢測。如果零件的顯示方式不一致，您將無法獲得理想的結(jié)果。因此，您將需要確保要檢測的零件表面在運行時面向傳感器。接下來，您將需要確定是在運動還是靜止狀態(tài)下檢測零件。如果零件正在移動，則可能需要通過短暫打開燈光或使用傳感器的高速電子快門功能（大多數(shù)工業(yè)視覺傳感器的標準功能）來“凍結(jié)”運動。在這種情況下，您將需要向傳感器提供觸發(fā)器，以使其知道何時拍照。觸發(fā)通常由光眼傳感器產(chǎn)生，該光眼傳感器在零件移入檢測區(qū)域時檢測零件的前端。

如果您要以很高的速度檢測零件，則可能需要優(yōu)化零件位置以減少處理時間。在設(shè)計系統(tǒng)時，請記住所有內(nèi)容都占用處理帶寬。因此，在考慮用于高速?檢測的視覺系統(tǒng)時，您應(yīng)該嘗試確定哪些要求是關(guān)鍵的或非常合適。

有了技術(shù)支持和信譽良好的供應(yīng)商，在工廠車間實施視覺解決方案的成本將通過提高質(zhì)量，生產(chǎn)效率和減少廢料而多次返還。