Page 239 - 机械制造及其自动化

第六章 工业智能化机械的技术与应用

（二）智能视觉检测系统结构设计

基于机器视觉的智能检测系统是以通过图像传感器将产品信息以图像的形式
进行采集，计算机对采集到的图像进行处理并将处理结果反馈给后续PLC控制系
统，完成产品的识别、定位、剔除等操作。

1.图像采集
图像采集即将产品的静态或者动态信息通过摄像机或者照相机输入计算机

内，以可供处理的数据形式保存在计算机内；主要由前端光学模块、CCD图像采
集模块、模数转换模块、图像显示模块和后端PC机等组成。
2.图像处理

智能视觉检测系统将采集到的数字图像传送给专用的图像处理系统，根据像
素分布和亮度、颜色等进行目标体重的提取，如面积、数量、位置、长度等；再
根据预设的允许度和其他条件输出结果，包括产品的尺寸、颜色、高度、角度、

个数、合格/不合格以及缺陷的有/无、种类、位置、大小等。
图像处理系统算法设计是整个智能检测系统的核心，高效率、高精度的图像
处理算法是整个系统的关键技术指标之一。算法通常包含图像预处理、图像匹

配、缺陷信息的提取、缺陷类型识别等步骤，最终实线产品特征提取、缺陷提取
和识别、不合格产品的剔除。图像预处理是通过去除环境或者机械设备造成的噪

声，对特定信息进行增强或者削弱；图像配准则是实现图像在灰度和空间上的双
重映射，即找到相似性程度最大的点，常用的相似性系数有互相关系数、贯序相
似度、互信息、距离等，在搜索过程中，可用遗传算法模仿大自然物种优胜劣汰

的过程实现算法的优化，减少运算时间。
3.输出控制

输出控制系统是在完成图像处理之后根据运算结果指导实际生产工艺流程。
简单的控制可以直接利用部分图像采集卡自带的I/O实现，而相对复杂的逻辑/运
动控制则必须依靠附加可编程逻辑控制单元或运动控制卡来实现必要的动作。

智能检测系统可采用串行接口、并行接口与外部设备进行通信。当以串行接口
作为通信端口时，可根据实际情况选择RS-232C/RS-422、以太网等；若任何通信端

口均无协议，可用PLC链接。并行接口是采用并行通信协议的扩展接口，可进行测
量控制、场景组切换、场景切换、错误清除、测量值清除、并联端子清除等控制。

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