機(jī)器視覺(jué)應(yīng)用的攝像頭設(shè)計(jì)
摘要:本文將探討機(jī)器視覺(jué)應(yīng)用的 CMOS 圖像感應(yīng)器技術(shù)及架構(gòu)要求。此外,還將詳細(xì)分析機(jī)器視覺(jué)的基本組件,攝像頭為滿足應(yīng)用需求需要哪些條件,以及如何設(shè)計(jì)出可滿足各種機(jī)器視覺(jué)應(yīng)用需求、同時(shí)又能在圖像質(zhì)量與成本之間獲得平衡的攝像頭。
本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/163933.htm
總體上說(shuō),機(jī)器視覺(jué)就是讓電子光學(xué)系統(tǒng)(攝像頭)連接至如計(jì)算機(jī)等處理單元,以進(jìn)行圖像處理并對(duì)相關(guān)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)控制。換言之,機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)就是指能夠看到目標(biāo)對(duì)象的系統(tǒng)或計(jì)算機(jī)。受計(jì)算機(jī)控制的系統(tǒng)可包括生產(chǎn)單元、產(chǎn)品質(zhì)量控制以及抓放設(shè)備等。
機(jī)器視覺(jué)要求什么?
機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)包括圖像感應(yīng)器與透鏡系統(tǒng),這通常整體稱作攝像系統(tǒng),可需要通過(guò)火線、USB或以太網(wǎng)等電氣接口連接到計(jì)算機(jī),而計(jì)算機(jī)則連接至控制設(shè)備。
a) 攝像頭
b) 計(jì)算機(jī)(主機(jī))
c) 幀接收器
d) 應(yīng)用軟件
機(jī)器視覺(jué)應(yīng)用需要結(jié)合軟、硬件才能確保成功工作。選擇適當(dāng)?shù)挠布倘恢匾?,但視覺(jué)檢查軟件則形成了所有機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的核心。通常由像素時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)的感應(yīng)器將由用戶通過(guò)SPI 或 I2C 接口設(shè)置寄存器來(lái)配置分辨率、工作速度、增益控制、曝光時(shí)間以及集成時(shí)間。感應(yīng)器可輸出幀同步和線路同步脈沖以及待處理的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。感應(yīng)器的電氣接口為CMOS,可支持高達(dá) 200 MHz 的頻率。如果速度更高,則需要 LVDS 接口來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)完整性。
機(jī)器視覺(jué)攝像頭的典型系統(tǒng)架構(gòu)為:
1 離線處理功能的攝像頭
在機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的上述配置中,包含獨(dú)立的攝像頭,它采用業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的電氣接口,如火線、USB 或千兆以太網(wǎng)等??蓡为?dú)對(duì)攝像頭供電,并可通過(guò)電氣接口將原始數(shù)據(jù)傳送至主機(jī)。視頻傳輸既可以是連續(xù)幀,也可以是單幀數(shù)據(jù),具體取決于應(yīng)用的需要。單幀捕獲與視頻傳輸被稱作觸發(fā)模式,需要外部系統(tǒng)通常以 CMOS 級(jí)向攝像頭系統(tǒng)發(fā)送電子脈沖。攝像頭邏輯將啟動(dòng)一個(gè)幀集成,并通過(guò)電氣接口將掃描的數(shù)據(jù)發(fā)送至主機(jī)。在某些情況下,原始數(shù)據(jù)通過(guò)總線與同步信號(hào)、時(shí)鐘和數(shù)據(jù)一起發(fā)送給幀接收器等終端數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。幀接收器在存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)數(shù)據(jù),隨后可由主機(jī)應(yīng)用軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存取以處理和控制。
評(píng)論