機(jī)器視覺(jué)應(yīng)用的攝像頭設(shè)計(jì)
攝像頭連接到主機(jī)的電氣接口包括:
1 火線 IEEE 1394 接口
2 USB 接口
3 自動(dòng)化圖像協(xié)會(huì)定義的千兆以太網(wǎng)視覺(jué)接口 (GigE Vision interface)
4 合成模擬視頻接口
5 LVDS
離線處理的一大優(yōu)勢(shì)在于,單靠一個(gè)主機(jī)就能滿足攝像頭操控與系統(tǒng)控制兩者之需。不過(guò),由于視頻數(shù)據(jù)從攝像頭每幀傳輸存在一定的延遲,因此這種處理方式不適用于實(shí)時(shí)處理的應(yīng)用,比如器件生產(chǎn)過(guò)程中傳送帶上的產(chǎn)品檢查。
2 在線處理功能的攝像頭
近期,DSP 處理器發(fā)展非??欤呀?jīng)具備實(shí)時(shí)執(zhí)行復(fù)雜算法的計(jì)算功能,因此也使得攝像頭的在線處理成為可能。此類攝像頭包括感應(yīng)器與 DSP 處理器,二者可通過(guò)非粘接邏輯、也可通過(guò)某種粘接邏輯連接。DMA 將感應(yīng)器掃描的視頻直接發(fā)送至 DSP 存儲(chǔ)器,并進(jìn)行逐幀處理??刂坪瘮?shù)的最終結(jié)果由處理器在被控制的系統(tǒng)中直接啟動(dòng),或在主機(jī)上作為命令啟動(dòng)。
在攝像頭中進(jìn)行視頻處理的優(yōu)勢(shì)在于,數(shù)據(jù)處理可實(shí)時(shí)進(jìn)行,而且在火線、USB 或千兆以太網(wǎng)接口上沒(méi)有分組處理的負(fù)擔(dān)。我們可采用字節(jié)優(yōu)化型匯編代碼,在時(shí)鐘頻率超過(guò) 300 MHz 的 DSP 處理器上加快實(shí)時(shí)處理速度。
圖像算法的實(shí)時(shí)處理對(duì)檢查應(yīng)用至關(guān)重要,例如,能夠檢查出傳送帶上移動(dòng)過(guò)快的的器件。一個(gè)幀圖像的計(jì)算完成并采取相應(yīng)行動(dòng)后,才可以繼續(xù)向系統(tǒng)傳輸下一個(gè)圖像幀。
至關(guān)重要的規(guī)范:
對(duì)于機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)來(lái)說(shuō),圖像質(zhì)量是直接影響最終圖像處理結(jié)果的關(guān)鍵因素。特別是在自然光照條件下,圖像質(zhì)量隨著光源條件的變化會(huì)有明顯的不同。對(duì)諸如“增益”和“曝光時(shí)間”等攝像頭設(shè)置作出相應(yīng)調(diào)解可對(duì)不穩(wěn)定的環(huán)境光情況作出補(bǔ)償,從而提高圖像質(zhì)量。
根據(jù)最終應(yīng)用的情況和感應(yīng)器與掃描對(duì)象的距離,光源可由單獨(dú)的設(shè)備提供,也可以是攝像頭透鏡周邊的一部分。如果光源在攝像頭周邊,那么攝像頭可與光源一起移動(dòng)。常用的光源包括鹵素?zé)襞?、熒光燈泡以及發(fā)光二極管 (LED) 等。
影響圖像質(zhì)量的因素包括:
1 光照強(qiáng)度
2 光照方向
3 目標(biāo)距離
4 焦距
5 采樣率
6 曝光時(shí)間和增益
7 暗漏電流
8 分辨率(像素?cái)?shù)量)
透鏡的選擇與要求:
評(píng)論