機(jī)器視覺系統(tǒng)用圖像傳感器
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2004年7月B版
通過讓機(jī)器具有某種可視的能力,制造商們獲得了一種有力的質(zhì)量控制工具。機(jī)器視覺(machine vision)系統(tǒng)可捕獲圖像并可以測(cè)量一件產(chǎn)品的尺寸、位置和顏色、零部件的位置或者其它的關(guān)鍵特性,從而在無人看管的情況下提供快速“通過/未通過”判斷。
所有的機(jī)器視覺系統(tǒng)都帶有一臺(tái)攝像機(jī)、一個(gè)計(jì)算機(jī)和捕捉圖像并進(jìn)行分析的軟件。所選用的系統(tǒng)部件必須能符合具體應(yīng)用的需要。因?yàn)閳D像傳感器確定了成像系統(tǒng)的速度和分辨率,故正確的圖像傳感器的選取對(duì)于視覺應(yīng)用的成功來說具有關(guān)鍵性影響。下面將討論機(jī)器視覺中所采用的不同的圖像傳感器架構(gòu),特別是那些與電子產(chǎn)品制造有關(guān)的系統(tǒng)。
CCD的各種架構(gòu)
所有的CCD傳感器都同時(shí)具備大量光敏感點(diǎn)位(像素)和讀出機(jī)構(gòu),前者將入射的光子轉(zhuǎn)換為電荷,而后者將每個(gè)點(diǎn)位的電荷以一定的順序輸送到一個(gè)輸出放大器中,轉(zhuǎn)移到傳感器外。人們開發(fā)出多種設(shè)計(jì),它們往往突出某些方面的性能,而相應(yīng)犧牲其它一些方面的性能,因此,有些圖像傳感器的架構(gòu)更適合于機(jī)器視覺,而其它一些則更適用于從天文到業(yè)余或者職業(yè)數(shù)碼攝影等多項(xiàng)應(yīng)用。機(jī)器視覺所采用的體系架構(gòu)包括線陣式、線間轉(zhuǎn)移、全幀和幀傳輸式等多種傳感器類型。
線陣式圖像傳感器
一個(gè)線陣式圖像傳感器(逐線掃描)包含一條或者多條像素直線陣列。每個(gè)陣列與至少一個(gè)讀出裝置及放大器耦合。線陣圖像傳感器適用于那些要對(duì)連續(xù)制造的產(chǎn)品(如傳送帶上的PC板,未來的印刷塑性電路板以及其它薄型、卷狀的產(chǎn)品,如雜志、印刷布和/或紙幣)進(jìn)行成像的機(jī)器視覺應(yīng)用(參見圖2)�？偠灾�,線陣式傳感器總體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,適用于對(duì)扁平、快速移動(dòng)的物體的成像,但在需要捕獲3D物體圖像的應(yīng)用中它們往往無法與面積型傳感器相競(jìng)爭(zhēng)。
全幀式傳感器
