4.1.1.1 Компоненты системы машинного зрения.

Хотя машинное зрение - процесс применения компьютерного зрения для промышленного применения, полезно перечислить часто использованные аппаратные и программные компоненты. Типовое решение системы машинного зрения включают в себя несколько следующих компонентов:

• Одна или несколько аналоговых или цифровых камер (черно-белые или цветные) с подходящей оптикой для получения изображений

• Программное обеспечение для изготовления изображений для обработки. Для аналоговых камер это оцифровщик изображений

• Процессор (современный ПК с многоядерным процессором или строенный процессор, например – ЦСП)

• Программное обеспечение машинного зрения, которое представляет инструмент для разработки отдельных приложений программного обеспечения.

• Оборудование вывода-ввода или каналы связи для доклада о полученных результатов

• Умная камера: одно устройство, которое включает в себя все вышеперечисленные пункты.

• Очень специализированные источники света ( светодиоды, люминесцентные и галогенные лампы и т.д.)

• Специфичные приложения программного обеспечения для обработки изображений и обнаружения соответствующих свойств.

• Датчик для синхронизации частей обнаружения ( часто оптичесикй или магнитный датчик) для захвата и обработки изображений.

• Приводы определенной формы используемые для сортировки и отбрасывания бракованных деталей.

Датчик синхронизации определяет, когда деталь, которая часто движется по конвейеру, находится в положении, подлежащем инспекции. Датчик запускает камеру, чтобы сделать снимок детали, когда она проходит под камерой и часто синхронизируется с импульсом освещения, чтобы сделать четкое изображение. Освещение ,используемое для подсветки деталей предназначено для выделения особенностей, представляющих интерес, и скрытия или сведения к минимуму появление особенностей, которые не представляют интереса ( например, тени или отражения). Для этой цели часто используются светодиодные панели подходящих размеров и расположения.

Изображение с камеры попадает в захватчик кадров или в память компьютера в системах, где захватчик кадров не используется. Захватчик кадров – это устройство оцифровки( как часть умной камеры или в виде отдельной платы в компьютере), которое преобразует выходные данные с камеры в цифровой формат ( как правило, это двумерный массив чисел, соответствующий уровню интенсивности цвета отдельной точки в области зрения, называемых пикселями) и размещает изображения в памяти компьютера, так чтобы оно могло быть обработано с помощью программного обеспечения для машинного зрения.

Программное обеспечение, как правило, совершает несколько шагов для обработки изображений. Часто изображение для начала обрабатывается с целью уменьшения шума или конвертации множества оттенков серого в простое сочетание черного и белого ( бинаризации). После первоначальной обработки программа будет считать, производить измерения и/или определять объекты, размеры, дефекты и другие характеристики изображения. В качестве последнего шага, программа пропускает или забраковывает деталь в соответствии с заданными критериями. Если деталь идет с браком, программное обеспечение подает сигнал механическому устройству для отклонения детали; другой вариант развития событий, система может остановить производственную линию и предупредить работника для решения этой проблемы и сообщить, что привело к неудаче.

Хотя большинство систем машинного зрения полагаются на «черно-белые» камеры, использование цветных камер становится все более распространенным явлением. Кроме того, все чаще системы машинного зрения используют цифровые камеры прямого подключения, а не камеры с отдельным захватчиком кадров, что сокращает расходы и упрощает систему.

«Умные» камеры со встроенными процессорами, захватывают все большую долю рынка машинного зрения. Использование встроенных ( и часто оптимизированных) процессоров устраняет необходимость в карте захватчика кадров и во внешнем компьютере ,что позволяет снизить стоимость и сложность системы, обеспечивая вычислительную мощность для каждой камеры. « Умные камеры, как правило дешевле, чем системы, состоящих из камеры ,питания и/или внешнего компьютера, в то время как повышение мощности встроенного процессора и ЦСП часто позволяет достигнуть сопоставимой или более высокой производительности и больших возможностей ,чем обычные ПК – системы.