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视觉传感器技术赋能工业自动化,让检测设备“看得”更精准

2021-12-16 08:35:51


视觉传感器技术是传感技术七大类之一。

所谓视觉传感器是指:利用光学元件和成像装置外部环境图像信息的仪器,通常用图像分辨率来描述视觉传感器的性能,视觉传感器的精度与分辨率、被测物体的检测距离相关,被测物体距离越远,其绝对的位置精度越差。

在工业中,自动化检测设备可以通过视觉检测与测量系统获取环境的二维和三维图像,并通过视觉处理器进行分析和解释,进而转换为符号,让检测设备能够辨识物体,并确认物体位置及检测不良。

视觉传感器的基本原理

视觉传感器通过对摄像机拍摄到的图像进行图像处理,来计算对象物的特征量(面积、重心、长度、位置、缺陷等),并输出数据和判断结果的传感器。

在捕获图像之后,视觉传感器将其与内存中存储的基准图像进行比较、分析。

例如:视觉传感器被设定为检测手机外观划痕,则传感器统一扫描识别整个手机外观,通过图像对比识别、标记出划痕位置。

此外,无论划痕位于视场中的哪个位置,无论划痕的大小、数量等,视觉传感器都能做出判断。

视觉传感器技术的分类

1、3D视觉传感技术

3D图像信息的获取都是基于某种图像传感器获取、量化图像信息,这些图像传感器有直接获取可见光的图像,也有间接通过监测辐射、红外线、X射线或者超声波来获取图像信息。

不同的传感器技术有不同的分辨率、精度和噪声,因此从图像传感器获取的信息中提取有用信息进行分析成为永利欢乐娱人城科技工作者的研究课题。

3D视觉传感器具有广泛的用途,比如汽车安全系统、生物医学像素分析、人机界面、虚拟现实等,这些不同的应用均是基于3D视觉图像传感器技术。

2、智能视觉传感技术

智能视觉传感器技术是指一种高度集成化、智能化的嵌入式视觉传感技术,它取代了PC平台的视觉系统,智能视觉传感技术将视觉传感器、数字处理器、通信模块及其他外围设备集成在一起,成为一个能独立完成图像采集、分析处理、信息传输一体化的智能视觉传感器。

智能视觉传感技术下的智能视觉传感器也称智能相机,是近年来机器视觉领域发展最快的一项新技术。

目前走进工厂,广泛应用于工业检测当中,实现智能制造自动化。

视觉传感器的关键技术

视觉传感器的图像采集单元主要由CCD/CMOS相机、光学系统、照明系统和图像采集卡组成,将光学影像转换成数字图像,传递给图像处理单元。

通常使用的图像传感器主要有CCD图像传感器和CMOS图像传感器两种。

01.CCD图像传感器

CCD及电子耦合组件,它就像传统相机的底片一样的感光系统,是感应光线的电路装置。

CCD图像传感器由微镜头、滤色片、感光元件三层组成。

CCD图像传感器的每一个感光元件由一个光电二极管和控制相邻电荷的存储单元组成光电管用于捕捉光子用,它将光子转化为电子,收集到的光线越强,产生的电子数量就越多,而电子信号越强则越容易被记录且不易丢失,图像细节则更加丰富。

02.CMOS图像传感器

首先,外界光照射像素阵列,发生光电效应,在像素单元内产生相应的电荷。行选择逻辑单元根据需要,选相应的行像素单元。

行像素单元内的图像信号通过各自所在列的信号总线传输到对应的模拟信号处理单元以及A/D转换器,转换成数字图像信号输出。

其中的行选择逻辑单元可以对像素阵列逐行扫描也可隔行扫描。行选择逻辑单元与列选择逻辑单元配合使用可以实现图像的窗口提取功能。

模拟信号处理单元的主要功能是对信号进行放大处理,并且提高信噪比。

此外,为了获得质量合格的实用摄像头,芯片中必须包含各种控制电路,如曝光时间控制、自动增益控制等。为了使芯片中各部分电路按规定的节拍动作,必须使用多个时序控制信号。为了便于摄像头的应用,还要求该芯片能输出一些时序信号,如同步信号、行起始信号、场起始信号等。

视觉传感器技术的应用

人类80%的信息都是依靠视觉获取的,基于这一启发研究人员开始为机械设备安装“眼睛”使得设备跟人类一样通过“看”获取外界信息。

视觉传感器技术的实质就是图像处理技术,通过截取物体表面的信号绘制成图像从而呈现在研究人员的面前。

视觉传感器具有成本低廉、使用简单的优点,解决了其他传感器因场地大小限制或检测设备庞大而无法操作的问题,因此它的应用领域十分广泛,在工业应用中包含检查、测量、定位、瑕疵检测、分类等。

永利欢乐娱人城(科技)有限公司是一家集研发、生产和销售于一体的机器视觉检测设备厂家,致力于CCD视觉检测技术及自动化检测(筛选)设备的研发和制造,可以根据需求定制非标自动化设备/外观视觉检测设备/全自动视觉检测设备

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