發布日期：2022-04-26 點擊率：72
一、龍睿視覺軟件概述
龍睿是由深圳市視覺龍科技有限公司自主研發的一套可配置任務的綜合視覺處理標準軟件系統。它支持多款千兆網相機，檢測任務自由配置，多任務、多工位檢測；工具包覆蓋定位、測量、檢測、查找、邏輯判斷，并支持字符串、多結果、并行輸出和圖像操作等，已經在多個視覺定位、尺寸測量、缺陷檢測項目中應用。
二、項目解決方案
1、硬件解決方案：
A、光源選型
常用光源
環形光源 條形光源 同軸光源 中孔面光
光源的作用及選型方法
機器視覺應用照明的作用第一是使需要被觀察的特征與需要被忽略的圖像特征之間產生最大的對比度，從而易于特征的區分，第二是保持足夠的亮度來排除外界光對視覺的干擾，從而保證取圖的穩定性。從以下兩個方面選擇光源。
光源的顏色：我們看到某個物體成某種顏色，是因為其反射了對應的光譜。我們拍攝物體時如果要將某種顏色打成白色，那么就得使用與此顏色相同或相似的光源（光的波長一樣或接近），而如果要打成黑色，則需要選擇與目標顏色波長差較大的光源。由于本案例背景為藍色、檢測器械為白色需要把背景打成黑色，所以光源顏色選擇紅色，而且紅色LED壽命長、穩定、價格低廉，更重要的是紅色LED的波長更接近傳感器的靈敏度峰值。
光源的形狀：機器視覺常用的光源有環形光源、條形光源、背光源、同軸光源等，考慮到機構安裝的方便和光照需要均勻照射，所以本案例選擇中孔紅色背光。
B、相機選型
工業相機按成相色彩劃分可分為黑白相機和彩色相機，按掃描方式劃分可分為線陣相機和面陣相機，按芯片類型可劃分為CCD相機和CMOS相機等。
相機選型首先應該明確項目需求，確定檢測產品的精度要求，確定相機要看的視野大小，要確定檢測物體的速度，同時確定是動態檢測還是靜態檢測。其次確定硬件類型，選擇相機數據傳輸接口：1394、Gige(千兆網）、USB，camera link。再根據與鏡頭的搭配選擇合適的相機芯片尺寸（鏡頭的最大兼容芯片尺寸大于等于相機的芯片尺寸）和與鏡頭的接口類型（C或CS）。視覺系統硬件的誤差是不可避免的，一般都保證在一到兩個像素之間的誤差，所以通過計算公式：精度=視野（長或寬）÷相機像素（長或寬）例如：假設視野為100*60，精度要求0.1，考慮到硬件誤差，一般選型時把精度做到0.05，那么相機長邊的像素=100÷0.05=2000，短邊像素60÷0.05=1200，那么只需要理論分辨率大于或等于2000*1200像素的相機就可以滿足需求。
本項目根據視野、精度的關系選擇分辨率為500（2500pix*2000pix）萬、幀率為14幀、通訊接口為Gige(千兆網)、與鏡頭接口為C接口的相機。
C、鏡頭的選型
是否需要用遠心鏡頭
在精密尺寸測量時一般考慮遠心鏡頭。遠心鏡頭主要作用是為糾正傳統工業鏡頭視差而設計，它可以在一定的物距范圍內，使得到的圖像放大倍率不會變化，它分為物方遠心、像方遠心和雙側遠心，其中光學放大倍率=相機芯片尺寸/視場尺寸 =芯片（V）或（H）尺寸/視場（V）或（H），視野越大，放大倍率越小。一般情況下，遠心鏡頭都是有固定焦距和工作距離的，而且有些遠心鏡頭體積大、比較重，所以需要詳細了解客戶對視場大小、工作距離、空間限制、和運動控制的要求后才能確定需要選擇的鏡頭型號。
鏡頭的景深
相機在垂直方向上能清晰成像的空間距離叫做景深。焦距越短，景深越大；光圈越小，景深越大；鏡頭離物體的距離越遠，景深越大；相機芯片像元越大景深越大。
鏡頭的最大兼容芯片尺寸
機器視覺鏡頭的最大兼容芯片尺寸必須大于或等于相機的芯片尺寸，否則會引起嚴重的畸變和相差。
機器視覺鏡頭的接口
機器視覺鏡頭接口和相機接口都分為C、CS、F和其他更大尺寸的接口類型。相機和鏡頭是互補的，即C接口的相機只能用C接口的鏡頭，CS接口的相機能用CS接口的鏡頭和加5mm接圈的C接口的鏡頭。
機器視覺鏡頭的焦距
鏡頭焦距的選擇根據公式焦距f ＝ 工作距離 × CCD芯片尺寸( H or V) / FOV( H or V)來選擇合適焦距的鏡頭。
本項目根據焦距的計算公式，選用焦距為8mm，接口為C口、最大兼容芯片尺寸為2/3的定焦鏡頭。
項目視覺安裝結構圖
2、軟件解決方案：
軟件采用龍睿標準視覺軟件進行缺陷檢測任務，要求檢測料盒內有沒有醫療器械的缺失和錯位。軟件用到Blob Analyzer工具和Locator定位工具組合的方法來進行缺陷檢測，其中Locator定位工具用來定位檢測適合做模板的器械和限定Blob Analyzer工具的搜索框。Blob Analyzer工具用來檢測較小的器械和一些局部缺失。最后用到評估工具對所用檢測工具進行一次評估判斷OK或NG后把結果發送給PLC進行處理。
A、斑塊分析工具：
Blob Analyzer的概念
Blob Analyzer 運用圖像分割算法處理選擇的矩形搜索框內的像素信息，可以根據用戶限定的條件來查找有效的Blob。
圖像分割
斑點表示由特定范圍內的灰度值表征的圖像內的特定區域。對于每個新圖像Blob Analyzer會生成一個直方圖，表示矩形搜索框內中的像素值分布，圖像分割算法提供閾值功能，允許Blob Analyzer把圖像的區域分成為兩類：斑點和背景。
直方圖
直方圖提供了Blob Analyzer選擇的矩形搜索框中所有像素值的分布，直方圖的像素值范圍為0（黑色）到255（白色）。非常適合Blob檢測的圖像通常呈現雙峰直方圖，即具有兩個尖點。
閾值
閾值用于將圖像分割成兩種像素，背景像素和斑點像素。根據所選擇的分割模式，可以選擇一個或兩個閾值，此外還有兩種閾值函數，硬閾值和軟閾值。
硬閾值也叫做二進制閾值，因為它將像素分成兩種狀態，背景像素為0，Blob像素為1.結果是二進制圖像。
軟閾值提供了處理邊界斑點區域的像素的靈活性，軟閾值覆蓋一切像素值，一旦處理，閾值范圍內的像素被輸出為加權像素。加權像素用于與以其在閾值范圍內的值相對應的的比例來計算斑點結果。軟閾值內的值的范圍是用戶定義的，并且對應于最大和最小閾值之間的差值。
三、檢測結果相機離線仿真
四、結論
龍睿標準視覺軟件界面友好、操作簡單。它除缺陷檢測外還可以用于顏色查找、有無判斷、形態判斷、識別檢測、外觀檢測、3D在線檢測、線掃檢測、還可以定位、幾何測量、智能學習、機器人引導等。
作者：朱工
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