视觉传感器在包装机械上的应用
视觉传感器在包装机械上的应用
作者：余舒彤指导老师：江庆
（安徽农业大学工学院 2007级机械设计制造及其自动化专业合肥 230036）
摘要：工业自动化生产技术的飞速发展，对现代生产的检测技术提出了新的要求，现在生产同时提出实时，在线，非接触检测以控制生产过程，提高生产效率及产品的合格率，这是许多传统的检测方法无法提供的。现代工业生产的制造精度也大大提高，需要相应的高精度的检测方法，传统的检测手段早已经无法满足现在化生产检测的要求，需要新型产品检测技术来适应现代生产的要求，视觉传感器的检测技术是近年来发展的一门新兴检测技术，采用自动化与智能化，通过计算机识别和控制，测量过程只需要很少的人工干预就可以完成，视觉传感器的检测技术具有非接触，测量速度快，自动化程度高，精度高等优点，很适合现在花先进制造业高度自动化的要求。而我们知道绝大多数的产品，包装都是必不可少的最后一道工序，对产品的质量起着至关重要的影响。包装不仅直接对产品的安全起了保护作用，而却在一定程度上对企业进行了宣传，更代表着公司的形象。所以包装是非常重要的一道工序。
关键词：视觉传感器包装检测
1 绪论
现代工业生产技术的不断发展，加快了现代化工业大生产的节拍，为了使视觉检测系统满足于现代大生产的告诉生产节拍，视觉检测系统在检测速度方面还有待进一步的提高，传统的视觉检测系统中，由图像传感器将图像数据传送到计算机，由计算机中的图像采集卡对图像进行采集，并利用高级语言编写的程序对图像进行处理，这种方法除了成本高，开发周期长以外，还不利于集成化设计，而随着微电子技术和集成电路制造技术的发展，这种视觉检测系统也发生了一定的变化，由主要依托计算机视觉检测系统转变为将图像的采集，处理与通信功能集成与单一相机内的视觉传感器，其具有多功能，模块化，搞可靠性，易于实现的特点。同时，由于应用了最新的DSP,FPGA以及大容量存储技术，其智能化程度不断提高，使其可以完成大多数的视觉检测任务。
2 视觉传感器的工作原理
视觉传感器具有从一整幅图像捕获光线的数以千计的像素能力，它的主要部件就是照相机或者摄像机，通过镜头图像传感器（一般是CCD和CMOS类型）采
集图像，然后将该图像传送至处理单元（基于PC的系统，处理单元通常就是P C的CPU，而只能摄像头的处理单元一般是DSP），通过数字化吃力，运用不同的算法来提高对结论有重要影响的图像要素，根据像素分布，亮度，颜色等信息进行尺寸，形状，颜色等得测量和判断，进而经纪判别的结果来控制现在设备的动作，其功能主要包括物体定位，特征检测，缺陷判断，目标识别，计数和运动跟踪。视觉传感器通常因为其精确性，易用性，丰富功能以及合理的成本而成为各大厂家的最佳选择。例如，若视觉传感器被设定为辨别正确地插有八颗螺栓的机器部件，则传感器知道应该拒收只有七颗螺栓的部件，或者螺栓未对准的部件。此外，无论该机器部件位于视场中的哪个位置，无论该部件是否在 360 度范围内旋转，视觉传感器都能做出判断。
3视觉传感器的优势
目前企业在检测的备选方案中，一般有视觉系统，光电传感器，人工检验，以及视觉传感器，由于具有准确性，易用性，低成本，视觉传感器成为了最好的选择。
3.1 视觉传感器与视觉系统的比较：
众所周知，视觉系统作为一种复杂，成熟的技术，是可以进行各项精细的自动检测的，但是正是由于其复杂性和高成本，妨碍了它在许多行业中的推广，这就好比一句俗语“杀鸡焉用牛刀”，其价格一般在几万人民币以上，而却这些复杂的视觉系统系要一个或者多个摄像头，定制的软件以及一台计算机，并且需要聘请外部视觉顾问来设计，集成，安装系统，鉴于此类系统的专用性和成本，很难将他们轻松的改作他用，这些复杂的系统需要持续的专业支持。
尽管对复杂视觉系统的需求仍然存在，但是由于更廉价，共容易使用的视觉传感器的推出，因其具有较高的性价比，所以企业会采用这种视觉传感器来解决各类问题，因此，视觉传感器在工厂自动化的品质提高及生产效率的改进方面功
不可没。
3.2视觉传感器与光电传感器的比较：
与光电传感器相比,视觉传感器赋予机器设计者更大的灵活性.以往需要多个光电传感器的应用,现在可以用一个视觉传感器来检验多项特征.视觉传感器能够检验大得多的面积,并实现了更佳的目标位置和方向灵活性.这使视觉传感器在某些原先只有依靠光电传感器才能解决的应用中受到广泛欢迎.在传统上,这些应用还需要昂贵的配件,以及能够确保目标物体始终以同一位置和姿态出现的精确运动控制.
此外,由于一个基本视觉传感器的成本仅相当于数个具有较贵配件的光电传感器,因此价格已不再是问题.
视觉传感器为应用的切换提供了无与伦比的灵活性.例如,生产工序的切换(从单份装酸奶切换成冰淇淋桶)可能仅需数秒钟,并且可遥控完成.附加的检验条件可轻松地添加到此应用中。
3.3视觉传感器与人工检测的比较：
人工检测既是一件费时费工，同时，又不能较好的保证产品质量的一种选择，较之于视觉传感器，他的种种弊端也就显露无余，在这个科技日与发达的社会，人工检测所运用的范围也越来越狭窄。
4部分代表产品
4.1邦纳视觉传感器：
邦纳视觉传感器具有紧凑的外形尺寸，适合安装在空间有限的场合，而且他是两件式设计，可以提高性能的视觉检测，他的每种信号都具有灰度视觉工具，包括定位，图形查找和计数，CEO查找和计数，边缘工具，二值化，平均灰度和测量，他还可以提供带条码的读取功能的信号，并支持九种语言的软件设置界面，可以通过以太网，可编程I/O和串行口通讯，还可以通过远程视教功能进行检测程序的切换，无需PC即可设定，支持10到30V的直流电压，输入输出I/O 的类型（NPN或PNP）和功能可以通过设置软件进行设置。无需通过PC，可直接与监视器相连进行监测，而却有多种安装支架，镜头和官员可以选择。
现在运用较多的有Presence PLUS P4传感器，其特点有：
1. 能进行360°视场范围内进行细节，标签检测，部件识别和装配确认，无需考虑部件方位，省略了常规视觉传感器的严格定位要求。
2. 采用128*100CMOS成像器件，可实现高达6000件/分钟的可靠检测，满足现代高速生产的要求。
3. 集成式传感器与控制器一体，结构简单紧凑。
4.2欧姆龙智能视觉传感器：
欧姆龙智能视觉传感器保持着“Smart Recipe”智能化视觉理念，仅需要“选择最优画面”→“目标检索”→“位置补偿”这三步设置就可使用户完成对样品的检验，他性能卓越，包含了Patten（图形检索），Defect（缺陷检测），Region(区域面积)，Bright(明暗检测)，Position(位置检测)，Width(宽度检测)，Count(计数)等视觉传感器的所有基础功能，兵附带位置修正，高速检测，测量值定标，画面预处理，HUE彩色/黑白建设，128设定区域等功能。而可以检测出细微却别的（原来图像匹配难以检测出来）“Sensitive Search”，不容易受噪音和背景影响的“Graphic Search”,以及可吸收对象物形状误差而防止错误判断的“Flexible Search”等高端功能改传感器也具有。
一般来说欧姆龙视觉传感器具有如下特点：
1.几乎可以满足所有领域的检测需要，在测量之下还可以进行细致的辅助测量，如定标，位置补偿，表达式等。
2.在没有使用存储卡的情况下，可以设置32个工件画面。这32个工件画面隶属于工件组0，是存储在控制器的闪存中的。在使用了128兆存储卡后，最多可以存储32个工件组，1024个工件画面。
3共有4中可选的通讯方式：并口用于与外部设备以数字I/O的方式通信；串行接口菜单操作用于通过个人电脑的键盘代替小控制器完成对F160菜单的设置操作；普通串行接口用于以无协议方式于外部设备（PC）通信；上位链接串行接口，与PLC等带有串行接口的外部设备以发送或接收指令码的方式通信。后两种通讯方式只有专家菜单支持。
4可以设置视觉系统启动后自动进入的状态。在显示的屏幕上定制个性显示。智能照明或普通照明可选。随时检查系统信息。密码保护放置无关人员随意更改设置。
4.3康耐视视觉传感器（Checker 3G）:
康耐视视觉传感器(3G)型号包含一流的Checker视觉传感器系列的所有能共，最重要的是另外额外的软件传感器，他可以核查物体得高度，宽度，直径，并为高速运转的生产线提供可靠的合格/不合格的判断能力。
其特点有：
1 可配置为有无检测传感器或者尺寸测量传感器。
2 无需电脑安装。
3 高速高清配置。
4.4 SICK Inspector I40:
拥有VGA分辨率（640 x 480）的高速检查功能功能强大的模版匹配算法用于定位物体，就算物体的位置变化、存在旋转或产生缩放都不受影响,强大的细节检查工具---“模版检查” ,通过FTP可以不受限制地保存图像,只要通过简单的设置就可以实现PLC通信控制,拥有非常丰富的附件，配置灵活,增加了参考物体的数量,简单易用的PC配置功能，同时支持离线仿真分析功能。
其特点有：
1.更大的检测范围，更长的工作距离，给您更多选择！
2.具有更宽的视场和更长的工作距离。它通过计算颜色象素来判断一个物体的好与坏。集成的设置按钮和显示屏使您的应用解决方案可以快速且容易地得以实现。
3紧凑而坚固的塑料外壳和独特的塑料前面板（非玻璃材料），可以使用于食品生产行业。IP67的防护等级，使它适用于各种苛刻的工业环境。
5 视觉传感器的运用领域
还在几年之前，针对产品的包装，以往工厂大多采用人工的形式进行检测，然而，随着社会的不断发展，科技的日新月异，企业生产水平的提高，这种落后陈旧的方式也就很难满足企业连续地，大批量的产品需求。在国内的一些生产企业里，一般都要还几名工人去完成产品最后的检测工序。随着各行业竞争越来越激烈，利润率逐渐变小，制造商无法承受因瑕疵产品造成的高废品率。但是，由于视觉传感器的运用，不仅可以逐步的代替人工去完成这项复杂繁重的检修工作，而却其高效的可靠性，以及低成本的优势，在越来越多的企业里得到了推广。
利用视觉传感器，企业可以高效的完成对产品的包装检测，还可以正确的读取产品的包装信息，从而对产品进行有效的追踪。
视觉传感器的低成本和易用性使其进入各个领域，那些曾经需要人工，观点传感器或者根本不需要检测的环节，现在都可以插入视觉传感器来检测其质量。视觉传感器在工业上的运用包括检验，计量，测量，定向，瑕疵检测和分验。而在包装生产线上，则有大量的运用。
以下只是一些应用范例：
◆在汽车组装厂，检验由机器人涂抹到车门边框的胶珠是否连续，是否有正确的宽度。
◆在瓶装厂，校验瓶盖是否正确密封、装灌液位是否正确，以及在封盖之前没有异物掉入瓶中
◆在包装生产线，确保在正确的位置粘贴正确的包装标签
◆在药品包装生产线，检验阿斯匹林药片的泡罩式包装中是否有破损或缺失的药片。
◆在金属冲压公司，以每分钟逾150片的速度检验冲压部件，比人工检验快13倍以上。
6视觉传感器在饮料生产线上的运用
鉴于视觉传感器在社会生活生产中如此广泛的运用，下面主要探讨一下视觉传感器在包装工程，尤其是在液位检测方面的运用。
我们都知道，饮料在现代社会非常流行，随处可见的青少年都喜欢喝各式各样的饮料。但是，饮料的包装不当也会带来一定的危害，比如有的瓶装饮料要求密封，这就要求瓶口与瓶盖之间的缝隙要满足要求，还有饮料是否足量以及瓶身上面各类贴码标签是否正确粘贴。而视觉传感器可以运用于此行业，其功能有确认有无，尺寸位置的测量，方向家督的判断，表面瑕疵以等运用。以下介绍的是视觉传感器在液体灌装检测的一些介绍，重点介绍液位检测的方法。
我们知道，在饮料行业中，视觉传感器运用的非常广泛，其主要可以用来检测的项目有：瓶口的检测，瓶塞位置的检测，液位的检测，贴标的检测以及托盘计数的检测，而液位的检测将作为重点为大家做介绍。
6.1 灌装后瓶口是否有破损
因为瓶口直接关系到饮料中中是否混入各类细小的杂质或者塑料，这些东西的摄入会对人的身体产生一定的危害。运用视觉传感器可以很好的解决这个问题，通过图形匹配工具来判断瓶口是否破损，一般在检测之前，先要让视觉传感器“看”一下正常瓶口的特征，把正确的特征记录在内存中，在生产线上，当灌装好的饮料瓶经过视觉传感器的镜头的时候，传感器会捕捉瓶口的特征，然后与原来储存的正常瓶口特征进行比较，看他们是否一致，如果瓶口特征不一样，传感器会发出相应的信号让剔除装置将其剔除，一般来说，用户可以通过视觉软件根据瓶口的特征来设定相似程度，假设我们设定90%，也就是说当被检测的瓶口的特征与传感器记忆的瓶口特征相似度达到90%及以上的时候，传感器会默认这个瓶口的标准的，经过这道检测，我们可以把瓶口有损的饮料瓶剔除。
6.2 瓶盖检测
在此饮料生产线上我们也经常关注这样一个问题，压盖后盖子是否压装到位，事先视觉传感器内存会储存正常的也就是好盖得图像（如图）然后与捕捉到的图像进行比较，当出现盖高，盖歪等一系列与标准瓶盖不符的图形时，系统会将其剔除。
6.3液面高度的检测原理
液位检测系统总体上结构图如所示，主要由三部分组成：实现数据的管理，统计，打印，分析和显示功能的管理单元，对检测机进行监控的PLC操作站，以及由视觉传感器，光源，光电传感器组成的液位检测机。
图中编号代表了信号和数据的流程，1 漫反射式光电开关触发视觉传感器采集图像并加以处理，2 如果检测到的液位信息不合格，视觉传感器通过I/O模块发送信号给PLC，3 PLC根据视觉传感器的触发信号，利用内部的计数器定位不合格瓶的位置，并驱动执行机构将不合格品剔除，4 实时检测灌装线的运动状态，并传递给PLC，5 根据灌装线的状态，通过变频电机等传动装置，驱动检测机内的传送带，并调节系统内药瓶的传送速度，合理分离瓶距，6 视觉传感器将处理结果通过以太网传送到远程PC和管理PC用于分析和管理，7管理PC 通过以太网向检测机下达检测命令和接受数据，8 远程PC通过以太网对生产线上的检测机进行统筹管理。
检测机与管理单元的通信主要是通过以太网进行，网络接口实现了上述两部分的互联。PLC操作站通过接受视觉传感器和光电传感器的检测信号完成剔除和控制传送带的操作，检测机的平面俯视图图如6.3所示：
检测。 Presence PLUS P4
– 直角式或直线式
2 光源 1
光
电传
感器
3视觉传感器
4 PLC 及PC 机
5 剔除阀 待检测瓶
不合格液面
合格区
–一体式
–功能强大或专用功能产品
– 4 I/O
–640x480/1280x1024
–可远程示教
–标准NTSC视频接口
–Ethernet和RS232连接
–4个可编程I/O
–可储存999个程序
生产线上视觉传感器的液位检测
视觉传感器的安装图
综可知饮料灌装线上的详细流程：
首先是灌装后的药品到达”1”位置时产生触发信号，此信号为一开关信号，通过I/O模块开启光源（2）和启动视觉传感器（3）采集图形。然后利用图像采
集卡将模拟信号的图像数据进行转换，从而变成数字图像数据并将之传给PC机。数字图像数据可以通过检测系统，并在图像标定、图像预处理、图像分析等操作后得出检测结果，把不合格产品的信息下传给PLC，由PLC控制分选装置完成不合格品的分选，同时在显示器上显示出来。当然PC机内会实现存储好标准的液面图形,当检测的结果与存储的图形不符合的时候，产生触发信号送入PLC，PLC 驱动剔除阀除不合格产品。
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如图，事先整个系统内部会储存标准的液位图（如图5.3a）,这是标准的液面，但是，如果当视觉传感的镜头捕获到的画面低于标准的液面的时候，一般是PC机进行自动的液位到瓶盖的高度的比较，如图（5.3b）的时候，数字图像数据传给PC机进行分析，当h2小于h1的时候显示为不合格，然后偶传达PLC 信号，由PLC进行剔除指令。当液面高于标准的时候（5.3c），PC机分析为合格。
5.3a 标准液位 5.3b非标准液位（不合格）5.3c 非标准液位（合格）
6.4 贴标检测
在饮料品进行行了液位检测之后，就是最后的贴标的检测工序了，在这里也将会用到视觉传感器，因为标签作为一个产品对外宣传的第一平台，它包含了产品的各类信息。所以视觉传感器常用于流水线上包装盒上相关产品日期、编号
信息的自动检测系统。它利用线阵CCD配合包装盒的一维运动获取目标图像，然后由计算机对图像进行处理，检测出日期编号等信息的遗漏与正确与否，并据此发出相应的控制指令给执行机构，达到自动检测的目的。
7视觉传感器的优缺点
在这类包装的运用上，视觉传感器的优点得到了很好的展示，首先，简单，快速，高效的工作能力代替了原来成就复杂的人力和价格昂贵的视觉系统，其次，一般来说视觉传感器所占的位置相对来说都比较小，有效的节约了厂区面积。最后，视觉传感器由于具有人工智能，准确度得到了保证。或许目前正是由于视觉传感器所具有的特性，在越来越多的工厂，那些大批量生成同类产品的场合，视觉传感器因其特有的优势而得到了广泛的运用。
但是现有的视觉传感器因为受到摄像机标定过程复杂，精度不高等限制，多用在被测对象差异不大，大批量，重复性强的工作环境中，而在对被测对象个体差异加大的测量场合运用却很少。比如一般在流水线上，生产的是同一批产品而却他们的差别不大，但是如果运用到了一些大型生产线，而却生产的产品不同或者检测的要求不一样的时候，这时候视觉传感器就显得捉襟见肘了。
8视觉传感器的发展趋势
随着科技的不断进步，视觉传感器的安装和使用将越来越简单，在更多应用中会提供更高性能的视觉感知力。具有尺寸小，功耗低价格低廉等特点，在未来研究发展中其功能会更加强大。
比如一体化设计的视觉传感器。
视觉传感器适用于快速捕捉画面，监测部件尺寸，监测一定类别的缺陷等，其操作方式简单易学，简化了系统的设置，也减少了可以从事的应用范围。视觉传感器尚未达到每秒兆级字节的传输速率，故对于有特殊需求的仍需要完善的机器视觉系统。对于简单的视觉任务视觉传感器是最佳选择。
需求决定产品，只有满足需求的产品才有生存的空间，这是不变的规律，传感器也是如此。
8.1 产业化的发展对视觉传感器的需求上升
我国已经成为全球集成电路的一个重要需求市场，IC测试业已初具雏形，半导体和电子市场已初具规模，而面对如此强大的半导体产业将需要高质量的技术做后盾。同时它对产品的高质量，高集成度的要求将越来越高，恰巧，视觉传感器能帮助他们解决以上的问题，因此，该行业监视视觉传感器最好的用武之地，同时，对于视觉穿透感器的需求将蒸蒸日上。
8.2 统一标准是视觉传感器行业发展的原动力
未来，视觉传感产品的好坏不能厚通过单一的因素来衡量，应该逐渐安装共计划的统一标准来判定，随着中国自动化的逐步开放，将带领与其相关的产品技术也逐渐开放。因此，依靠封闭的技术难以促进整个行业的发展，只有形成统一而开放的标准才能让更多的厂商在相同的平台上开发产品，这也是促进中国视觉传感器朝国际化水平发展的原动力。
8.3 标准化，一体化是视觉传感器的必经之路
由于机器视觉是自动化的一部分，没有自动化就不会有机器视觉，视觉传感器软件产品正逐渐成为协作生产制造过程中不同阶段的核心系统，无论是用户还是硬件供应商都将视觉传感产品作为生产线上信息收集的工具，这就要求视觉传感器产品大量的采用“标准化技术“，直观的说就是要随着自动化的发展而逐渐开放，可以根据用户的需求进行二次开发。当今，自动化企业在倡导软硬一体化解决方案，视觉传感器在未来也应该不单纯是只提供产品的供应商而是逐渐向一体化解决方案的系统集成商迈进。
机器视觉的初期投资在国内劳动力成本较低的大背景下无疑是每一个准备购买的人需要考虑的问题，这也给机器视觉系统提出了更高的要求，无论是价格还是性能。基于以上的认识，业内人士建议，在这一新产品的成长阶段，早期的市场培育，客户培育，或者说系统集成商的培育是非常重要的。机器视觉的未来是非常乐观，也是充满信心的。相信在不断提高自己的前提下，随着国内自动化程
度的提高，整个社会对产品质量要求的提升，制造业对生产效率要求的提升，机器视觉这个新产品，新概念也会深入人心。就像现在的自动化强国当初经历过的这些阶段一样，在更大的市场上也会有更大的成绩。所以说机器视觉的未来是光明的，道路也是漫长的。但是我们知道国内的机器视觉发展一旦起步，速度将是惊人的。
9结束语
对于视觉传感器而言们这是一个激动人心的时刻，曾经需要大量专业知识的技术，现在变得经纪实用。采用该技术在未来产品开发将继续此趋势。现在的挑战是如何让国内生产商，用户以及二者的桥梁集成商意识到视觉传感器在所有制造领域的潜力，其中包括质量控制，测量和检验流程，另外视觉传感器的初期投资在国内劳动力成本较低的大背景下无疑是每一个准备购买的人需要考虑的问题，这也给视觉传感器的产品提出了更高的要求，无论是价格还是性能。但是们视觉传感器的未来是非常乐观，也是充满信心的，在未来几年内，随着我国加工制造也的发展，对于视觉传感器的需求也是逐渐增多，随着视觉传感器产品的增多，技术的提高，国内视觉传感器的运用状况将由初期的低端转向高端，视觉传感器的介入，自动化将朝着更智能，更快速的方向发展，另外，由于用户的需求是多样化的而却要求程度也不一样，那么，个性化方案和服务在竞争中将日益重要，即用特殊定制的产品来代替标准化的产品也是视觉传感器未来发展的一个取向，视觉传感器的运用也将进一步促进自动化技术向智能化发展。
结论
本文在分析了当前视觉传感器发展方向和应用前景的基础上，提出了视觉传感器应用于工业检测上的优势，并结合视觉传感器功能及组成特点，分析了视觉传感器在饮料罐装线上的检测方法，重点介绍了饮料罐装线上的液位检测。
本文主要完成的工作有：
1.针对视觉传感器的特点和要求，比较了视觉传感器和视觉系统，光电传感器
和人工检测的，分析了视觉传感器的特点和优势。
2.介绍了视觉传感器的工作原理与组成。
3.介绍了部分代表性的视觉传感器产品。
4.探讨了目前视觉传感器广泛运用的范围。
5.分析了视觉传感器在饮料包装机械上的几类运用。
6.详细研究了关于视觉传感器的饮料液位检测方法。
7.论述了视觉传感器的优点，不足以及视觉传感器的发展趋势。
致谢
本研究及学位论文是在我的导师江庆副教授的亲切关怀和悉心指导下完成
的。她严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和
激励着我。从课题的选择到项目的最终完成，江老师都始终给予我细心的指导和
不懈的支持。江老师不仅在学业上给我以精心指导，同时还在思想、生活上给我
以无微不至的关怀，在此谨向江老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。
在此，我还要感谢在一起愉快的度过大学生活的各位同学，正是由于你们的
帮助和支持，我才能克服一个一个的困难和疑惑，直至本文的顺利完成。特别感
谢我的同学杨涛，他对本课题做了不少工作，给予我不少的帮助。
在论文即将完成之际，我的心情无法平静，从开始进入课题到论文的顺利完
成，有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚的
谢意!最后我还要感谢培养我长大含辛茹苦的父母，谢谢你们!
参考文献
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[7]视觉传感器优势凸显应用范围不断扩展林蕾
Title Visual Sensors Application in Packaging Machinery
Abstract
Industrial automation in production technology of the rapid development
of modern production detection technology new requirement is raised. Now
at a time, production and testing online access to control the production
process，Promote production efficiency and product yield, this is a traditional test methods can not offered. Modern industrial production of precision also increased significantly, the corresponding high precision detection methods, Traditional test instrument have not satisfy this test now the production of the need to adapt to new product testing of modern production requires. Visual sensors detection technology in recent years is the development of a new technology, automatic detection and intelligent, to identify and controlled by computer, this process need only a few man-made intervention can finish，Visual sensors have non-contact technology, measuring speed, automation high precision is suitable for advantages now highly advanced manufacturing cost of automation requirements. And we know that most of the product and packaging are essential for the last step, it influence of the quality of the products. Packing products directly influenced the safety of the protection, a certain degree of enterprise publicity, and made more representative of the company's image. So packaged is very important process.
Keywords ：vision sensor packaging detection
视觉传感器项目计划书
视觉传感器项目 计划书
摘要 智能制造装备将通过物联网、云计算等信息技术与制造技术的深 度融合，构建虚拟网络——实体物理系统，实现软硬件制造资源和能 力的全系统、全生命周期、全方位的感知、互联、决策、控制、执行 和服务，对制造企业的发展具有重要作用。首先，企业在此基础之上 对产品、设备、工艺、工业链、运营、财务、销售、消费者等相关数 据进行收集与分析，进而辅助企业管理决策，以用户为导向、以需求 为核心进行组织形式和经营策略变革。其次，把生产线、工厂、设备、工艺、供应商、产品和客户紧密地联系在一起，企业趋向于在短时间 内以开放、合作、共享的创新模式，整合内外部资源，促进用户深度 参与、产业链上下游企业高度协同，缩短产品研发周期，增强企业对 市场的快速反应能力。最后，推动新的商业模式，工厂里空闲的生产 线通过工业互联网交易，为其他需要的客户提供生产。 该视觉传感器项目计划总投资16681.43万元，其中：固定资产投 资13677.60万元，占项目总投资的81.99%；流动资金3003.83万元，占项目总投资的18.01%。
达产年营业收入26187.00万元，总成本费用20861.60万元，税金及附加290.19万元，利润总额5325.40万元，利税总额6350.13万元，税后净利润3994.05万元，达产年纳税总额2356.08万元；达产年投资利润率31.92%，投资利税率38.07%，投资回报率23.94%，全部投资回收期5.68年，提供就业职位409个。 重视环境保护的原则。使投资项目建设达到环境保护的要求，同时，严格执行国家有关企业安全卫生的各项法律、法规，并做到环境保护“三废”治理措施以及工程建设“三同时”的要求，使企业达到安全、整洁、文明生产的目的。
浅谈视觉传感器
浅谈视觉传感技术 王恋 （重庆理工大学，贵州省安顺市561009） 摘要：随着科学技术的发展，传感器的研究和应用变得越来越重要，它成为获取信息的重要技术手段，针对不同的应用传感器技术也分为：光电传感技术、光纤传感技术、视觉传感技术、生表面波传感技术、生物传感技术、化学传感技术、前沿传感技术这七大类传感技术，本文将着重介绍视觉传感技术。视觉传感技术因其硬件成本的显著降低，性能的极大提升以及具备了大规模推广的条件得到了绝大多数研究者和工业生产者的青睐，这为视觉传感技术的发展前景奠定了基础，但同时也存在测量精度问题，视觉传感器对环境的高要求也是视觉传感器需要解决的问题，只有提高了测量精度问题和适应环境变化的问题才能使得视觉传感器更具有竞争力和自身优势。 关键词：信息；传感技术；视觉传感技术；测量精度；适应环境 On visual sensing technology Wang Lian (Chongqing University of technology,Anshun City,Guizhou Province,561009,China) Abstract：With the development of science and technology,research and application of the sensor becomes more and more important,it has become an important technical means to obtain information,according to the application of different sensor technologies are also divided into:photoelectric sensor technology,optical fiber sensing technology,visual sensing technology, surface wave sensor technology,biological sensor technology,chemical sensing technology,the sensor technology frontier seven kinds of sensing technology,this paper will focus on the visual sensing technology.Because the visual sensing technology significantly reduce the hardware cost,greatly enhance the performance and have a large-scale promotion of the conditions have been most researchers and industrial producers favor,which laid the foundation for future vision sensing technology,but there are also problems of measurement accuracy,the problem of the high requirement of visual sensor is also a visual environment the sensor needs to be solved,only to improve the measurement accuracy and to adapt the change of environment problems in order to make the visual sensor has more advantages and competitiveness Key words：Information;sensing technology;vision sensing technology;measurement accuracy;adaptation to the environment 0引言 视觉源于生物界获取外部环境信息的一种方式，是自然界生物获取信息的最有效手段，是生物智能的核心组成之一。人类80%的信息都是依靠视觉获取的，基于这一启发研究人员开始为机械安装“眼睛”使得机器跟人类一样通过“看”获取外界信息，由此诞生了一门新兴学科——计算机视觉，人们通过对生物视觉系统的研究从而模仿制作机器视觉系统，尽管与人类视觉系统相差很大，但是这对传感器技术而言是突破性的进步。视觉传感器技术的实质就是图像处理技术，通过截取物体表面的信号绘制成图像从而呈现在研究人员的面前。视觉传感技术的出现解决了其他传感器因场地大小限制或检测设备庞大而无法操作的问题，由此广受工业制造界的欢迎。本文通过对比视觉传感技术的优缺点以及发展趋势来展示视觉传感技术的兴起和应用。 1视觉传感技术概述 视觉传感技术是传感技术七大类中的一个，视觉传感器是指[1]：通过对摄像机拍摄到的图像进行图像处理，来计算对象物的特征量（面积、重心、长度、位置等），并输出数据和判断结果的传感器。视觉传感器具有从一整幅图像捕获光线的数以千计的像素。图像的清晰和细腻程度通常用分辨率来衡量，以像素数量表示。在捕获图像之后，视觉传感器将其与内存中存储的基准图像进行比较，以做出分析。它是基于生物视觉和计算机视觉所提出的。视觉传感器是50年代后期出现的，发展十分迅速，是机器人中最重要的传感器之一。机器人视
机器人视觉传感技术及应用doc汇总
机器人视觉传感技术及应用 摘要：机器人视觉技术是指机器人工作时通过视觉传感器对环境物体获取视觉信息，让机器人识别物体来进行各种工作。本文介绍了机器人技术中所常用的视觉传感器的种类、结构。原理和功能。介绍了弧焊机器人视觉传感技术较为前沿的一些应用和研究，包括焊缝跟踪和获取熔池信息。简要说明了视觉技术在农业采摘机器人方面的应用。 关键词：机器人、视觉、弧焊、采摘机器人 1．绪论 机器人视觉是使机器人具有视觉感知功能的系统。机器人视觉可以通过视觉传感器获取环境的一维、二维和三维图像，并通过视觉处理器进行分析和解释，进而转换为符号，让机器人能够辨识物体，并确定其位置及各种状态。机器人视觉视觉侧重于研究以应用为背景的专用视觉系统，只提供对执行某一特定任务相关的景物描述。机器人视觉硬件主要包括图像获取和视觉处理两部分，而图像获取由照明系统、视觉传感器、模拟－数字转换器和帧存储器等组成。根据功能不同，机器人视觉可分为视觉检验和视觉引导两种，广泛应用于电子、汽车、机械等工业部门和医学、军事领域。 2. 机器人常用的视觉传感器 2.1光电二极管与光电转换器件 图2.1是pn型光电二级管的结构。如果让光子射入半导体的pn结边界耗尽层，就会激励起新的空穴。利用电场将空穴和电子分离到两侧，就可以的到与光子量成比例的反向电流。Pn型元件的优点是暗电流小，所以被广泛用于照度计和分广度计等测量装置中。
图2.1 pn型光电二极管结构 在高响应的发光二极管中pin结型与雪崩型。前者在pn结边界插入一个本征半导体i 层取代其耗尽层。给它施加反向偏压，可以减少结电容，获得高速响应；而后者是在pn结上加100伏左右的反向偏置电压产生强电场，激励载流子加速，与原子碰撞产生电子雪崩现象。这些高速型二极管的响应速度很快，能用于高速光通信等。 2.2 PSD PSD（Position Sensitive Detector，位置敏感探测器）是测定入射光位置的传感器，由发光二级管、表面电阻膜、电极组成。入射光产生的光电流通过电阻膜到达元件两端的电极，流入各个电极的电流与电阻值存在对应关系，而电阻值又与光的入射位置及到各个电极距离成比例，因此根据电流值就能检测到光入射的位置。PSD元件中有一维和二维两种，它们都具有高速性，但要注意入射到开口部分的散射光的影响。 2.3CCD图像传感器 电荷耦合器件（CCD：Charge Coupled Device）图像传感器是由多个光电二极管传送储存电荷的装置。它有多个MOS（Metal Oxide Semiconductor）结构的电极，电荷传送的方式是通过向其中一个电极上施加与众不同的电压，产生所谓的势阱，并顺序变更势阱来实现的。根据传送电荷需要的脉冲信号的个数，施加电压的方法有两相方式和三相方式。 CCD图像传感器有一维形式的，是将发光二极管和电荷传送部分一维排列制成的。此外还有二维形式的，它可以代替传统的硒化镉光导摄像管和氧化铅光电摄像管二维传感器。二维传感器属于水平和垂直传送电荷传感器，传送方式有行间传送、帧—行间传送、帧传送及全帧传送四种方式。 图2.2所示为行间传送方式，采取一维摄像区域（接收部分）与传送区域平行布置结构
Baumer 堡盟视觉传感器应用
——新一代视觉传感器可靠的自动化技术用视觉传感器
视觉传感器 应用于自动化技术 Fig. showing original size 就位与完整性检查 目标定位与位置检测 读取数字和字符读取条形码和矩阵码 应用 友好的用户界面 n 所有 视觉传感器均采用全新的直观用户界面n 结构简单，4步完成参数设置 功能强大 n 使用 实现全新的强大的360°目标定位功能n 灵活的12针连接器，带5个数字输入和5个数字输出 安全可靠 n 防护等级为IP 67，坚固金属外壳 n 通过用户等级 / 密码保护，确保安全操作
CS-系列 —— 便捷的检查和分选应用解决方案 新型视觉传感器 系列 —— 功能强大，用于完成复杂的检测任务 ID-100 读取一维和二维码 ID-110 读取文本、一维和二维码 CS-100 就位与完整性检查 XF-100 目标定位与位置检测 XF-200 质量检查与识别 Identi?kation ID 系列 —— 可靠完成识别任务的读码器
为您带来的好处 n 即使在不同的照明条件下也能可靠 运行 n 高处理允差，可轻松检测不同材质表面和不同颜色 n 许多任务即便在没有特殊照明的情况下也能轻松完成 强大的360°目标定位功能全新的 技术，确保可靠的目标识别 轮廓处理 —— 采用 图像处理器 即使在苛刻条件下也能够稳定可靠地进行目标识别 即使在结构背景、光照变化以及零件被部分覆盖等苛刻条件下，也能够实现较高的识别率。 为您带来的好处 n 零件无需机械引导 n 快速实施检查任务 n 目标定位功能允许同时检测多个产 品特征 14:0020:00 ?????㏎ ????? ???㏎? 8:00
一种基于视觉传感器的游戏人机交互方法的研究
一种基于视觉传感器的游戏人机交互方法的研究 摘要:该文利用视觉传感器技术实时采集视频,根据均值偏移算法在HSV颜色空间对视频中控制工具进行目标跟踪,根据被跟踪物体的轨迹计算出目标运动的位移和方向信息,并利用这些信息代替鼠标、键盘等人机交互工具控制应用程序的运行。利用这种技术,该文设计实现了一种新的游戏场景的人机交互方式。这种人机交互方式真实性强、互动性高,具有很好的应用前景。 关键词:人机交互;HSV颜色空间;目标跟踪 中图分类号:TP18 文献标识码:A文章编 号:1009-3044(2010)10-2457-03 Research on the Method of Camera-based Human-computer Interaction ZHANG Yang-qi, XIAO Xue-fu, GAO Bing-quan, LIU Jin-biao (Institute of Military Traffic, Tianjin 300161, China) Abstract: This paper designs a new kind of human-computer interaction. A camera is used to capture real-time video, a particular object in the video as a control tool. Mean-shift algorithm in HSV color space is used to tracking control tools in the video, according to the trajectory of being
欧姆龙视觉传感器的技术特点
欧姆龙视觉传感器的产品特点以及技术特点 一．产品特点 在生产现场，通过采用视觉传感器检测零部件，可避免次品外流。视觉传感器主要由捕捉检查对象物体(拍摄)用的摄像头以及处理图像的控制器组成。通过摄像头捕捉图像信息，检测拍摄对象的数量、位置关系、形状等特点，用于判断产品是否合格或将检验数据传送给机器人等其它生产设备。例如，在检查电视或手机用微小电子零部件的电极污迹方面，每分钟可检测数以千计的零部件。还可用于检测手机操作部分的伤痕、污迹以及印刷效果等。 2006年1月欧姆龙独立开发的视觉传感器FZ3，凝聚了"逼真色彩合成技术"，是世界首台可实现1,677万色的彩色图像处理产品。与过去采用单色处理方式的图像处理相比，识别能力提高了约65,000倍。可识别单色方式无法辨别的微妙色彩差异，从而能更高精度地检测缺陷及对象物体。同时，应用"高动态范围图像处理技术"，首次实现了检测装置商品化。即使对于汽车发动机的结构件或者锂电池的外观等视觉传感器最棘手的光泽金属表面的零部件，它也能以鲜明的画面进行精确检测并判断优劣。 二．技术特点 1、逼真色彩合成技术。凭借逼真色彩合成技术，识别能力比单色方式提高了大约65,000倍。 生产现场视觉传感器的检测目标，是通过画面来检测零部件的外观尺寸及其质量，与使用普通数码摄像头相比，要求更精确、更高速的图像处理。为此，在生产现场较为普遍的是采用信息量较少的单色方式处理图像。即使是在彩色摄像头得到普及之后，仍然将捕捉到的彩色画面通过控制器转换成单色信号，再进行图像处理。但这种方式只能用单色的256级灰度层次体现对象物体。例如，在蓝色的检查对象物体上粘有深蓝色的污迹或伤痕时，虽然人眼能够分辨优劣，但由于单色图像处理的深浅度(对比度)等级层次少，导致无法区分产品的优劣。领悟到这种单色图像处理局限及问题的欧姆龙，全新开发了能实现彩色图像处理的运算法则，这就是逼真色彩合成技术。它能够将彩色图像分解为红、绿、蓝各256级层次，总共为1677万种色彩成分，并根据各种颜色的层次差对不同的颜色进行定义，从而创造出可根据定义检测图像结构类似点以及图像变化点的运算法则。与仅有256级灰度层次识别的单色图像处理方式相比，逼真色彩合成方式的识别能力提高了大约65,000倍。通过这种方式，能够以单色图像处理方式相同的速度，高精度地检测原来无法辨别的微妙色差。 2、高动态范围图像处理技术。高动态范围图像处理技术，明暗拍摄领域比过去扩大了5,000倍。 以图像处理方式确保检验精度的关键，在于"如何稳定地捕捉鲜明画面"。虽然通过采用逼真色彩合成技术，能够高精度地对几乎所有对象物体进行检测，但是对于金属等表面有光泽的对象物体的检测，仍然是一大课题。由于金属表面的反光率较高，如果反光过大，画面就会出现晕影导致高光溢出。相反，如果光线太暗就会形成块状的黑斑，很难稳定捕捉鲜明的画面。即使是昼夜光线变化等微小的外来乱射光，也会产生影响。为此，在选择照明器具种类及角度调试方面，需要花费相当长的时间。 针对这种情况，旨在开发出不受外部照明环境光线影响，能稳定捕捉最佳画面的方法，欧姆龙展开了研发。其结果是，在视觉传感器FZ3中采用了能将多幅画面高速合成为一幅鲜明图像的高动态范围图像处理技术，并首次将其应用于生产现场。 高动态范围图像处理技术能自动改变快门速度，拍摄多幅亮度不同的画面，同时自动筛选适当与不适当的部位，将多幅画面高速合成为一幅动态范围宽广的图像。通过采用这一技
视觉传感器在包装机械上的应用
视觉传感器在包装机械上的应用 作者：余舒彤指导老师：江庆 （安徽农业大学工学院 2007级机械设计制造及其自动化专业合肥 230036） 摘要：工业自动化生产技术的飞速发展，对现代生产的检测技术提出了新的要求，现在生产同时提出实时，在线，非接触检测以控制生产过程，提高生产效率及产品的合格率，这是许多传统的检测方法无法提供的。现代工业生产的制造精度也大大提高，需要相应的高精度的检测方法，传统的检测手段早已经无法满足现在化生产检测的要求，需要新型产品检测技术来适应现代生产的要求，视觉传感器的检测技术是近年来发展的一门新兴检测技术，采用自动化与智能化，通过计算机识别和控制，测量过程只需要很少的人工干预就可以完成，视觉传感器的检测技术具有非接触，测量速度快，自动化程度高，精度高等优点，很适合现在花先进制造业高度自动化的要求。而我们知道绝大多数的产品，包装都是必不可少的最后一道工序，对产品的质量起着至关重要的影响。包装不仅直接对产品的安全起了保护作用，而却在一定程度上对企业进行了宣传，更代表着公司的形象。所以包装是非常重要的一道工序。 关键词：视觉传感器包装检测 1 绪论 现代工业生产技术的不断发展，加快了现代化工业大生产的节拍，为了使视觉检测系统满足于现代大生产的告诉生产节拍，视觉检测系统在检测速度方面还有待进一步的提高，传统的视觉检测系统中，由图像传感器将图像数据传送到计算机，由计算机中的图像采集卡对图像进行采集，并利用高级语言编写的程序对图像进行处理，这种方法除了成本高，开发周期长以外，还不利于集成化设计，而随着微电子技术和集成电路制造技术的发展，这种视觉检测系统也发生了一定的变化，由主要依托计算机视觉检测系统转变为将图像的采集，处理与通信功能集成与单一相机内的视觉传感器，其具有多功能，模块化，搞可靠性，易于实现的特点。同时，由于应用了最新的DSP,FPGA以及大容量存储技术，其智能化程度不断提高，使其可以完成大多数的视觉检测任务。 2 视觉传感器的工作原理 视觉传感器具有从一整幅图像捕获光线的数以千计的像素能力，它的主要部件就是照相机或者摄像机，通过镜头图像传感器（一般是CCD和CMOS类型）采
DFRobot的二哈识图HuskylensAI视觉传感器
二哈识图AI视觉传感器，一款简便易用适用于AI教育教学和STEAM教 育、创客的智能摄像头 二哈识图AI视觉传感器是什么？ 二哈识图AI视觉传感器，英文名HUSKYLENS，是国内著名开源硬件和创客教育企业DFRobot旗下新研发的一款简单易用价格实惠的智能传感器。其采用AI芯片内置机器学习技术,可识别多种目标物体如人脸识别、物体识别和追踪、颜色识别、巡线和二维码标签识别等,检测结果通过UART或I2C端口直接输出,与主流控制器无缝对接;体积小、性能强、算法本地处理，可快速搭建原型，被广泛应用于AI教育、STEAM教育和创客领域。
二哈识图(HUSKYLENS)AI视觉传感器的独特优势： 1. 简单易用：简单易用：二哈识图AI视觉传感器拥有智能设计，采用AI芯片，内置多种算法，您只需一键操作，便可让二哈识图智能识别更多新事物。 2. 智能学习：二哈识图AI视觉传感器内置强大机器学习技术，使其具有人脸识别、颜色识别、标签识别和物体识别和追踪等能力，比普通传感器更智能更强大。 3. 小巧快捷:二哈识图AI视觉传感器自带2.0寸IPS显示屏，体积小巧，调参无需电脑辅助，本地处理所有算法直接输出结果，快捷，识别率更高。 4. 性能高效：二哈识图AI视觉传感器采用新一代AI专用芯片Kendryte K210,其神经网络算法运行时速度要比STM32H743快了1000倍，性能更高效。 5.功能强大: 二哈识图板载UART/I2C接口，可以连接到Arduino、Raspberry Pi、LattePanda、micro:bit、STM32等主流控制器，实现硬件无缝对接，直接输出识别结果给控制器，无需折腾复杂的算法，就能制作非常有创意的项目。
一种多视觉传感器控制系统的实现
一种多视觉传感器控制系统的实现 1 引言 结构光传感器是应用较早、发展较成熟的视觉传感器，因此本系统采用结构光传感器来采集2 视觉系统的概述 视觉检测系统中采集被测物体 视觉传感器中MCU 控制电路提供CCD 摄像机、激光投射器的电源并且控制着它们的开启与关闭，为避免激光投射器使用时间过长激光器发热引起线结构光光能分布不稳从而影响测量精度，当传感器开始测量时，先上电初始化，再打开激光器，测量完毕后即关闭以延长投射器寿命。 本系统中，上位机为PC 机，下位机为8051 单片机控制单元，上、下位机之间用CAN 总线进行通讯，由于PC 机中并不带CAN 总线接口，因此必需一个CAN 接口卡，这里选用广州周立功公司的USBCAN 智能接口卡来通信，因其具有体积小、外置且即插即用等特点。这样，PC 可通过USB 总线方便地连接至CAN 总线网络控制各个CAN 节点进行数据采集和处理。USBCAN 智 能CAN 接口卡可以与ZLGCANTest 通用CAN-bus 测试软件连接运行，执行CAN-bus 总线数据的接收、发送测试任务，较易于实现CAN-bus 产品开发和数据分析。USBCAN 智能CAN 接口卡采用周立功公司提供的通用的ZLGVCI 驱动库，支持WIN98、2000 和XP 操作系统并支持Linux 平台。用户通过接口卡提供的ZLGVCI 动态开发库可以方便快捷的开发出CAN 系统应用产品。为了 把模拟CCD 相机输出的被测物体的模拟视频3 CAN 总线简介 CAN 总线是德国BOSCH 公司从80 年代初为解决现代汽车中众多的控制与测试仪器之间的数据交换而开发的一种串行数据通信协议，它是一种多主
视觉传感器几大技术要点：技术分类、技术实现和应用、选择技巧
视觉传感器几大技术要点：技术分类、技术实现和应用、选择技巧视觉传感技术是传感技术七大类中的一个，视觉传感器是指：通过对摄像机拍摄到的图像进行图像处理，来计算对象物的特征量（面积、重心、长度、位置等），并输出数据和判断结果的传感器。 什么是视觉传感器？ 视觉传感器是整个机器视觉系统信息的直接来源，主要由一个或者两个图形传感器组成，有时还要配以光投射器及其他辅助设备。视觉传感器的主要功能是获取足够的机器视觉系统要处理的最原始图像。 图像传感器可以使用激光扫描器、线阵和面阵CCD摄像机或者TV摄像机，也可以是最新出现的数字摄像机等。 视觉传感技术分类1、3D视觉传感技术3D视觉传感器具有广泛的用途，比如多媒体手机、网络摄像、数码相机、机器人视觉导航、汽车安全系统、生物医学像素分析、人机界面、虚拟现实、监控、工业检测、无线远距离传感、显微镜技术、天文观察、海洋自主导航、科学仪器等等。这些不同的应用均是基于3D视觉图像传感器技术。特别是3D影像技术在工业控制、汽车自主导航中具有急迫的应用。 2、智能视觉传感技术智能视觉传感技术下的智能视觉传感器也称智能相机，是近年来机器视觉领域发展最快的一项新技术。智能相机是一个兼具图像采集、图像处理和信息传递功能的小型机器视觉系统，是一种嵌入式计算机视觉系统。它将图像传感器、数字处理器、通讯模块和其他外设集成到一个单一的相机内，由于这种一体化的设计，可降低系统的复杂度，并提高可靠性。同时系统尺寸大大缩小，拓宽了视觉技术的应用领域。 智能视觉传感器的易学、易用、易维护、安装方便，可在短期内构建起可靠而有效的视觉检测系统等优点使得这项技术得到飞速的发展。
视觉传感技术的应用及工作原理
视觉传感技术的应用及工作原理 视觉传感技术是传感技术七大类中的一个，视觉传感器是指通过对摄像机拍摄到的图像进行图像处理，来计算对象物的特征量(面积、重心、长度、位置等)，并输出数据和判断结果的传感器。视觉传感器是整个机器视觉系统信息的直接来源，主要由一个或者两个图形传感器组成，有时还要配以光投射器及其他辅助设备。视觉传感器的主要功能是获取足够的机器视觉系统要处理的最原始图像。 视觉传感的工作原理 视觉源于生物界获取外部环境信息的一种方式，是自然界生物获取信息的最有效手段，是生物智能的核心组成之一。人类80%的信息都是依靠视觉获取的，基于这一启发研究人员开始为机械安装“眼睛”使得机器跟人类一样通过“看”获取外界信息，由此诞生了一门新兴学科——计算机视觉，人们通过对生物视觉系统的研究从而模仿制作机器视觉系统，尽管与人类视觉系统相差很大，但是这对传感器技术而言是突破性的进步。视觉传感器技术的实质就是图像处理技术，通过截取物体表面的信号绘制成图像从而呈现在研究人员的面前。 视觉传感器具有从一整幅图像捕获光线的数以千计的像素。图像的清晰和细腻程度通常用分辨率来衡量，以像素数量表示。在捕获图像之后，视觉传感器将其与内存中存储的基准图像进行比较，以做出分析。例如，若视觉传感器被设定为辨别正确地插有八颗螺栓的机器部件，则传感器知道应该拒收只有七颗螺栓的部件，或者螺栓未对准的部件。此外，无论该机器部件位于视场中的哪个位置，无论该部件是否在360 度范围内旋转，视觉传感器都能做出判断视觉传感技术的出现解决了其他传感器因场地大小限制或检测设备庞大而无法操作的问题，由此广受工业制造界的欢迎。 视觉传感技术包括3D视觉传感技术，3D视觉传感器具有广泛的用途，比如多媒体手机、网络摄像、数码相机、机器人视觉导航、汽车安全系统、生物医学像素分析、人机界面、虚拟现实、监控、工业检测、无线远距离传感、显微镜技术、天文观察、海洋自主导航、
浅谈机器视觉传感器
浅谈机器视觉传感器 机器视觉传感器是整个机器视觉系统信息的直接来源,它的选择取决于准确性、输出、灵敏度、机器视觉系统的成本以及对应用要求的充分理解。对传感器主要性能的基本理解能够帮助开发人员迅速缩小他们的查找范围，找到合适的传感器。 大多数的机器视觉系统的用户认识到相机是系统的关键要素，经常把它当作视觉系统的“芯片”。相机本身是一个复杂的系统：包括镜头、信号处理器、通讯接口，以及最核心的部分——把光子转换成电子的器件：图像传感器。镜头和其它的部件共同配合来支持相机的功能，传感器最终决定相机的最高性能。 业内的许多讨论都集中在加工技术上，以及CMOS和CCD传感器孰优孰劣。这两种技术都有其优势和不足之处，所加工的传感器有着不同的性能。最终用户关心的不是传感器是“如何”被制造出来的，而是其在最终应用中的表现。 在指定的应用中，三个关键的要素决定了传感器的选择：动态范围、速度和响应度。动态范围决定系统能够抓取的图像的质量，也被称作对细节的体现能力。传感器的速度指的是每秒种传感器能够产生多少张图像和系统能够接收到的图像的输出量。响应度指的是传感器将光子转换为电子的效率，它决定系统需要抓取有用的图像的亮度水平。传感器的技术和设计共同决定上述特征，因此系统开发人员在选择传感器时必须有自己的衡量标准，详细的研究这些特征将有助于做出正确的判断。 正确理解动态范围 传感器的动态范围是最容易使人疑惑和误解的地方，这是因为机器视觉系统是数字的。图像的动态范围包括两部分：一是传感器能够工作的曝光范围（亮度的倍数）；其次是传感器能够数字化像素信号的电平的数量，用位数表示。这两部分通常是紧密相关的。 曝光的动态范围表示传感器能够正常工作的亮度水平。当光子撞击图像传感器的活动像素区域时产生电子，传感器将其捕获并存储起来以备系统读取。撞击活动区域的光子数越多，产生的电子数就越多，在读取的间隔中，该过程持续的时间越长，被存储的电子就越多。决定传感器曝光动态范围的参数之一就是填充存储阱的曝光。制造传感器的半导体加工工艺和电路设计共同决定阱的容量或深度。 电子噪音是传感器能够工作的最低曝光水平，尽管没有任何光子撞击活动的像素区域，图像传感器也将以热量发射的形式产生电子。要产生可识别的信号，必须有足够的光子撞击活动的像素区域，以便在存储阱中有比暗电流噪音所产生的电子数更多的电子。传感器的最低曝光率是产生至少与噪音电子同样多的光电子数。只有在超过噪音等量的曝光水平时，传感器才能产生有用的信息。 传感器的曝光动态范围是由其物理和电路设计所决定的功能，而数字动态范围只是由电路设计所决定的功能。图像传感器的数字动态范围只是说明它能够提供给视觉系统的明显
智能的视觉传感器技术及应用【深度解析】
智能的视觉传感器技术及应用 内容来源网络，由“深圳机械展（11万㎡，1100多家展商，超10万观众）”收集整理！ 更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、数控系统、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示，就在深圳机械展. 视觉传感技术是传感技术七大类中的一个，视觉传感器是指：通过对摄像机拍摄到的图像进行图像处理，来计算对象物的特征量（面积、重心、长度、位置等），并输出数据和判断结果的传感器。 一、视觉传感器概述 视觉传感技术是传感技术七大类中的一个，视觉传感器是指：通过对摄像机拍摄到的图像进行图像处理，来计算对象物的特征量（面积、重心、长度、位置等），并输出数据和判断结果的传感器。 二、分类 1、3D视觉传感技术 3D视觉传感器具有广泛的用途，比如多媒体手机、网络摄像、数码相机、机器人视觉导航、汽车安全系统、生物医学像素分析、人机界面、虚拟现实、监控、工业
检测、无线远距离传感、显微镜技术、天文观察、海洋自主导航、科学仪器等等。这些不同的应用均是基于3D视觉图像传感器技术。特别是3D影像技术在工业控制、汽车自主导航中具有急迫的应用。 2、智能视觉传感技术 智能视觉传感技术下的智能视觉传感器也称智能相机，是近年来机器视觉领域发展最快的一项新技术。智能相机是一个兼具图像采集、图像处理和信息传递功能的小型机器视觉系统，是一种嵌入式计算机视觉系统。它将图像传感器、数字处理器、通讯模块和其他外设集成到一个单一的相机内，由于这种一体化的设计，可降低系统的复杂度，并提高可靠性。同时系统尺寸大大缩小，拓宽了视觉技术的应用领域。 智能视觉传感器的易学、易用、易维护、安装方便，可在短期内构建起可靠而有效的视觉检测系统等优点使得这项技术得到飞速的发展。 三、视觉传感技术的实现基础 视觉传感器的图像采集单元主要由CCD/CMOS像机、光学系统、照明系统和图像采集卡组成，将光学影像转换成数字图像，传递给图像处理单元。通常使用的图像传感器件主要有CCD图像传感器和CMOS图像传感器两种。下面将介绍两种传感器的实现原理及优缺点。 类别CCD CMOS 生产线专用通用 成本高低
视觉传感器
视觉传感器 视觉传感器是指通过对摄像机拍摄到的图像进行图像处理，来计算对象物的特征量（面积、重心、长度、位置等），并输出数据和判断结果的传感器。 目录 ?视觉传感器在包装机械中的应用 ?视觉传感器的工作原理 ?全功能视觉传感器应用解答 ?视觉传感器在包装机械中的应用 o在不久之前，设计质量控制系统的工程师还不得不在若干种检验选项中做出选择，没有一种完全令人满意。 这些选项包括昂贵的单用途视觉系统，多阵列低功能光电传感器， 以及易受疲劳和精力不集中影响的人眼检验。然而，如今最先进的 视觉传感器正将传统方法的最佳性能与史无前例的速度、精确度、 尺寸及成本优势相结合。 本文将比较各类传感选项的功能，并证明为什么视觉传感成为工业 传感器市场中增长最快的领域。 视觉传感的基本原理 光电传感器包含一个光传感元件，而视觉传感器具有从一整幅图像 捕获光线的数以千计的。图像的清晰和细腻程度通常用分辨率来衡 量，以像素数量表示。Banner 工程公司提供的部分视觉传感器能 够捕获130 万像素。因此，无论距离目标数米或数厘米远，传感 器都能“看到”十分细腻的目标图像。 在捕获图像之后，视觉传感器将其与内存中存储的基准图像进行比 较，以做出分析。例如，若视觉传感器被设定为辨别正确地插有八 颗螺栓的机器部件，则传感器知道应该拒收只有七颗螺栓的部件， 或者螺栓未对准的部件。此外，无论该机器部件位于视场中的哪个 位置，无论该部件是否在360 度范围内旋转，视觉传感器都能做 出判断。
视觉传感器的优势 在可用的检验备选方案中，即视觉系统、光电传感器、人工检验，以及视觉传感器，视觉传感器通常因其精确性、易用性、丰富功能及合理成本而成为最佳选择。 随着各行业竞争越来越激烈，利润率逐渐变小，制造商无法承受因瑕疵产品造成的高废品率。因此，为在产生高昂成本之前检测出问题，制造商正将检验工作融入整个制造过程。 ◆视觉系统与视觉传感器之比较 复杂的视觉系统是一项成熟的技术，可执行细致的自动检验。但是，复杂性和高成本妨碍了其在许多行业中的应用，其价格通常从5000 美元至50000 美元以上。这些复杂的视觉系统需要一个 或多个、定制软件以及一台计算机。它们往往需要聘请外部视觉顾问来设计、集成和安装系统。 此外，鉴于此类系统的专用性，无法将它们轻松地改作它用。这些复杂的系统通常要求持续的专业支持。 尽管对复杂视觉系统的需求仍然存在，但是更廉价、更容易使用的视觉传感器的推出，为一些工业应用提供了性价比更佳的解决方案。此外，由于视觉传感器更小、更易使用，制造商会更频繁地在检验和校验应用中采用视觉解决方案。视觉传感器在工厂自动化的品质提高及生产效率改进方面功不可没。 ◆光电传感器与视觉传感器之比较 与光电传感器相比，视觉传感器赋予机器设计者更大的灵活性。以往需要多个光电传感器的应用，现在可以用一个视觉传感器来检验多项特征。视觉传感器能够检验大得多的面积，并实现了更佳的目标位置和方向灵活性。这使视觉传感器在某些原先只有依靠光电传感器才能解决的应用中受到广泛欢迎。在传统上，这些应用还需要昂贵的配件，以及能够确保目标物体始终以同一位置和姿态出现的精确运动控制。 此外，由于一个基本视觉传感器的成本仅相当于数个具有较贵配件的光电传感器，因此价格已不再是问题。 视觉传感器为应用的切换提供了无与伦比的灵活性。例如，生产工序的切换（从单份装酸奶切换成冰淇淋桶）可能仅需数秒钟，并且可遥控完成。附加的检验条件可轻松地添加到此应用中。 ◆人工检验和视觉传感器之比较
3D视觉传感技术研究进展
3D视觉传感技术研究进展 1 引言 毫无疑问，视觉是人获取信息的主要器官。在当前的视觉系统中，3D立体成像成为研究热点，无需配戴立体眼镜就能观看立体图像成为视觉系统的发展方向。目前所谓的3D游戏和电影，实际上并非真正的3D影像。这是因为拍摄电影时使用的是单镜头的摄像机，制作的游戏使用的是3D软件技术，并且目前显示的屏幕是2D，因此从制作到显示都是平面的。3D图像信息的获取都是基于某种图像传感器获取、量化图像信息，这些图像传感器有直接获取可见光的图像，也有间接通过检测辐射、红外线、X射线、或者超声波来获取图像信息。不同的传感器技术有不同的分辨率、精度和噪声，因此从图像传感器获取的信息中提取有用信号进行分析成为广大科技工作者的研究课题。 3D视觉传感器具有广泛的用途，比如多媒体手机、网络摄像、数码相机、机器人视觉导航、汽车安全系统、生物医学图像分析、人机界面、虚拟现实、监控、工业检测、无线远距离传感、显微镜技术、天文观察、海洋自主导航、科学仪器等等。这些不同的应用均是基于3D视觉图像传感器技术。特别是3D影像技术在工业控制、汽车自动导航中具有急迫的应用。 通过分析发现，发现目前研究3D影像技术主要集中在基于CCD或者CMOS 图像传感器的3D实现方法、图像处理和显示的研究，真正开展3D视觉传感器研究的很少。 本文在分析各种3D影像技术的方法上，提出一种新的3D视觉传感器新技术，并重点讨论3D新影像技术的关键技术之一的视觉图像摄取器件的原理和实现方法。与传统的3D视觉传感器技术相比，具有结构简单、实现方便、价格低廉的优点，便于便携式多媒体设备的应用。 2 3D立体成像原理 3D信号是一个三维坐标的空间信号。在一个精确视觉的定义中，3D影像应该是一个拥有三个空间分量的图像。但是，从广义上讲，视频信号序列可以考虑作为一个3D信号，其中包括两维的空间变量和一个一维的时间分量。在真正的3D视频信号中，其图像是一个拥有三个空间分量的影像;有时，广义上讲3D视频信号可以看作是4维空间信号，拥有三个空间分量和一个时间分量。 图1表示人的眼睛3D成像原理。人的眼睛看到的景象是一种具有层次和深度的立体影像。人两眼水平分开在两个不同的位置上，当人眼在观察一个三维物体的时候，两个眼睛观察的物体图像是不一样的，存在一个像差，两幅图像传输到大脑，通过大脑的合成处理，人就感觉到一个三维世界的深度立体变化。其基
机器人视觉传感器的应用
机器人视觉传感器应用 庞浜 学号19920141152889 （厦门大学物理与机电工程学院，福建厦门 361005） 摘要：传感器是自动控制特别是机器人技术中一个很重要的部分。它类似人的五感(眼、耳、鼻、舌、身)对对象物，周围环境，系统内部状态进行快速、准确的感觉、检测、识别。本译文介绍了几种类似人视觉功能的传感器(红外线传感器，视觉—位置传感器，色识别传感器)，及其原理、特点、应用及主要技术指标。在机器人发展日益成熟的今天，视觉传感器的重要作用日益显现。 关键词：视觉传感器，图像处理，机器人 Abstract:Sensor is a very important part of automatically controlled in particular robotics. It is similar to one of the five senses (eyes,ears,nose, tongue,body) to the object, the surroundings, the internal state of the system for fast, accurate feeling, detection, identification.The translation introduces several features similar to human vision sensors (infrared sensors, vision - position sensors,color recognition sensor),and its principles，characteristics,applications and main technical indicators.In today's increasingly sophisticated robot development, the important role of the visual sensor becomes increasingly obvious. 1引言 目前，在全世界的制造业中，工业机器人已经在生产中起到了越来越重要的作用。为了使机器人能够胜任更复杂的工作，机器人不但要有更好的控制系统，还需要更多地感知环境的变化。其中机器人视觉以其信息量 大、信息完整成为最重要的机器人感知功能。 机器人视觉伺服系统是机器视觉和机器人控制的有机结合，是一个非线性、强藕合的复杂系统，其内容涉及图象处理、机器人运动学和动力学、控制理论等研究领域。随着摄像设备性能价格比和计算机信息处理速度的提高，以及有关理论的日益完善，视觉伺服已具备实际应用的技术条件，相关的技术问题也成为当前研究的热点。 机器人视觉是使机器人具有视觉感知功能的系统。机器人视觉可以通过视觉传感器获取环境的一维、二维和三维图像，并通过视觉处理器进行分析和解释，进而转换为符号，让机器人能够辨识物体，并确定其位置及各种状态。机器人视觉视觉侧重于研究以应用为背景的专用视觉系统，只提供对执行某一特定任务相关的景物描述。机器人视觉硬件主要包括图像获取和视觉处理两部分，而图像获取由照明系统、视觉传感器、模拟－数字转换器和帧存储器等组成。根据功能不同，机器人视觉可分为视觉检验和视觉引导两种，广泛应用于电子、汽车、机械等工业部门和医学、军事领域。计算机视觉应用多采用光电传感器、视觉传感器或者视觉系统来实现。光电传感器结构简单，价格
视觉传感的基本原理及应用领域
视觉传感的基本原理及应用领域 视觉传感器是整个机器视觉系统信息的直接来源，主要由一个或者两个图 形传感器组成，有时还要配以光投射器及其他辅助设备。视觉传感器的主要功 能是获取足够的机器视觉系统要处理的最原始图像。图像传感器可以使用激光 扫描器、线阵和面阵CCD摄像机或者TV摄像机，也可以是最新出现的数字摄像机等。 视觉传感器基本原理 视觉传感器具有从一整幅图像捕获光线的数以千计的像素。图像的清晰和 细腻程度通常用分辨率来衡量，以像素数量表示。因此，无论距离目标数米或 数厘米远，传感器都能“看到”十分细腻的目标图像。 在捕获图像之后，鼎纳视觉传感器将其与内存中存储的基准图像进行比较，以做出分析。 例如，若视觉传感器被设定为辨别正确地插有八颗螺栓的机器部件，则传 感器知道应该拒收只有七颗螺栓的部件，或者螺栓未对准的部件。 此外，无论该机器部件位于视场中的哪个位置，无论该部件是否在 360 度范围内旋转，视觉传感器都能做出判断。 视觉传感器应用领域 视觉传感器的低成本和易用性已吸引机器设计师和工艺工程师将其集成入各类曾经依赖人工、多个光电传感器，或根本不检验的应用。鼎纳自动化视觉 传感器的工业应用包括检验、计量、测量、定向、瑕疵检测和分捡。 应用范例： ①在汽车组装厂，检验由机器人涂抹到车门边框的胶珠是否连续，是否有正确的宽度。
②在瓶装厂，校验瓶盖是否正确密封、装灌液位是否正确，以及在封盖之前没有异物掉入瓶中在包装生产线，确保在正确的位置粘贴正确的包装标签在药品包装生产线，检验阿斯匹林药片的泡罩式包装中是否有破损或缺失的药片。 ③在金属冲压公司，以每分钟逾150片的速度检验冲压部件。