搭建機(jī)器視覺系統(tǒng)白皮書（一）

圖像處理系統(tǒng)可用于各種不同的應(yīng)用領(lǐng)域，其中包括制造業(yè)、醫(yī)藥業(yè)和交通監(jiān)控。在選定光源和鏡頭之后，數(shù)字相機(jī)本身也是圖像處理系統(tǒng)中一個最重要的環(huán)節(jié)。數(shù)字相機(jī)通過特定的協(xié)議與計算機(jī)通信，計算機(jī)實(shí)時采集圖像數(shù)據(jù)，，也可與相機(jī)通訊修改相機(jī)設(shè)置。應(yīng)用場合不同，對工業(yè)圖像處理相機(jī)的要求也將截然不同。但是這類相機(jī)肯定與您所熟悉的民用級數(shù)字相機(jī)區(qū)別很大。例如，工業(yè)相機(jī)的關(guān)鍵參數(shù)包括靈敏度、動態(tài)范圍、噪聲等級、幀速率以及分辨率等。為了充分發(fā)揮他們的潛能，工業(yè)相機(jī)還必須與外圍設(shè)備兼容。同樣地，合適的光學(xué)和光源設(shè)置，用于傳輸相機(jī)輸出數(shù)據(jù)的接口形式，對于檢測任務(wù)也是至關(guān)重要的。這些檢測任務(wù)究竟涉及到哪些方面？讓我們來看看具體的需求定義。
  

如果您希望設(shè)計一套完整的圖像處理系統(tǒng)，首先需要提出的問題是：該系統(tǒng)究竟需要在哪些條件下實(shí)現(xiàn)哪些功能。這第一步看起來非常明顯，不值一提，很多情況下它也確實(shí)被忽略了。系統(tǒng)設(shè)計之初就應(yīng)該花時間想清楚。完成這個簡單步驟，可以為后續(xù)的工作節(jié)省時間和金錢。
此系統(tǒng)僅用于顯示被檢物體的圖像，使用放大鏡頭或特定的光源來獲取肉眼所看不見的產(chǎn)品特性？
?計算目標(biāo)產(chǎn)品參量，例如尺寸大小和體積？
?精確定位，如自動化撿取系統(tǒng)？
?根據(jù)預(yù)定的分類標(biāo)準(zhǔn)將產(chǎn)品分類？
除此之外，圖像處理之后的另外一個重要問題是：要不要現(xiàn)場員工的協(xié)助一起同該系統(tǒng)完成指定工作，在這種情況下，速度就不是一個搭建系統(tǒng)時需要考慮的主要因素，人將作出最終判定。如果要進(jìn)行自動分揀或剔除有缺陷的零件，情況則將大不相同。隨
著最終處理自動化程度的提高，在軟件中定義可客觀驗(yàn)證的規(guī)范，這在機(jī)器視覺系統(tǒng)處理中更為關(guān)鍵。與由人對圖像進(jìn)行后續(xù)檢測的情況相比，自動檢測和實(shí)時處理還要求系統(tǒng)具備更強(qiáng)的兼容性。
其次，一定要確定檢測目標(biāo)和檢測精度。例如，要測量某個目標(biāo)物體，必須確保該目標(biāo)物體在圖像中的完整性，且圖像的分辨率要高于檢測的誤差閾值。例如我想檢測一個蘋果的直徑，誤差范圍是 1厘米，則圖像的分辨率必須大大的低于 1 厘米。
目標(biāo)物體的位置——需要考慮圖像中的目標(biāo)物體是否能明顯區(qū)分開？
?被測產(chǎn)品是不是卷起來的比較單薄的產(chǎn)品？
?在檢測產(chǎn)品之前，是不是必須要將產(chǎn)品分離散開？
?在檢測產(chǎn)品時候，被測物是不是在運(yùn)動中檢測？如果是，速度如何（是在分揀系統(tǒng)的傳送帶上還是在實(shí)際生產(chǎn)過程中）？
?目標(biāo)物體在錄像時是不是靜止的（例如，已由自動灌裝機(jī)存儲在某處）？
另外一個框架條件是視野，即視場所覆蓋區(qū)域的寬度和長度。這個通常被定義為傳送帶或產(chǎn)品本身的寬度，或由被檢測的目標(biāo)物體的體積決定。此外，還必須考慮到可用物理空間是否會帶來某些限制（例如相機(jī)和目標(biāo)物體之間的最小和最大距離），濕氣、環(huán)境溫度的升降或最大能耗是否會引發(fā)的其他問題。
最后，必須通盤考慮整個系統(tǒng)。這里最需要關(guān)注的是，您搭建的這個機(jī)器視覺系統(tǒng)是不是比較大，是不是屬于產(chǎn)線的一部分，機(jī)器視覺系統(tǒng)與產(chǎn)線系統(tǒng)的接口方式如何，或者圖像處理系統(tǒng)是否為離線設(shè)備。這一點(diǎn)對于根據(jù)相應(yīng)目的實(shí)現(xiàn)對圖像處理系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計至關(guān)重要。