机器视觉应用中的采集与处理

  照明

  发光二极管(LED)是机器视觉应用中一种流行的照明形式,提供了很多控制功能。它们可以很容易地被脉冲化,或者被选通以捕获高速移动经过相机的物体的图像。灯串需要与要检测的对象同步,以便在光脉冲的同时触发摄像机。

  高速成像所需的短曝光时间意味着需要高的光强度。通过使用照明控制器暂时将电流增加到超过额定较大值,可以在短曝光时间内显着增加LED强度。但是,须允许LED在脉冲之间冷却,以避免热损坏。照明控制器可以对脉冲时序进行微调,这比摄像机的时序更加灵活。

  触发方式

  高速成像要求在物体处于正确位置时准确进行照相机的曝光。在特定时间启动曝光的开始称为触发。如果摄像机自由运行,则移动物体的位置可能在每个捕获帧中的任何位置,甚至在某些帧中甚至完全不存在。触发可在准确的时间提供图像采集。触发频率不应超过摄像机的较大帧频,以免触发过多。

  这也意味着曝光时间不能大于图像序列的倒数。曝光通常是由外部来源(例如带有简单光学传感器的PLC)触发的,该传感器通常用于检测物体何时位于正确位置。准确触发对于高速成像非常重要,在高速应用中,须格外小心地评估和减少所有可能影响从信号启动到传感器中动作的延迟的因素,以确保达到要求。图像被获取。这些因素可能包括相机中的光电隔离器以及成像硬件中的延迟和抖动。

  数据采集与存储

  高帧速率和高空间分辨率会生成大量数据进行处理。图像数据通常直接传输到PC的系统内存或硬盘。这取决于相机和计算机之间的适当接口速度以及计算机的速度。有许多视觉图像数据传输标准,例如GigE Vision,Camera Link,Camera Link HS,USB 3 Vision和CoaXPress,它们通常在数据传输速率和相机与PC之间的允许距离之间进行权衡。

  这些接口之一为应用程序提供了可接受的数据传输速率,并且需要较长的序列,这是一个很好的解决方案。另一种方法是将图像记录存储器放在相机内部,由于图像保留在相机中,而记录时无需传输,因此可以显着提高数据吞吐量。但是,板载内存的数量明显少于PC硬盘驱动器,这意味着只能记录相对的短序列。