機(jī)械式視覺系統(tǒng)及其子系統(tǒng)

機(jī)械式視覺系統(tǒng)將照像機(jī)、照明工具和軟件的功能結(jié)合在一起，用來捕獲和分析移動的圖像，它與其它電子成像技術(shù)的差別在于：它與工業(yè)生產(chǎn)有著一些特殊的聯(lián)系。

最近對機(jī)械式視覺系統(tǒng)的革新擴(kuò)展了它的多樣化應(yīng)用和市場之門，其關(guān)鍵問題在于滿足客戶日益增長的對高質(zhì)量的產(chǎn)品、更簡便操作的要求。

　　現(xiàn)在的系統(tǒng)比以前更小、更加注重價(jià)格，而且是不需要太多知識的大眾化傻瓜系統(tǒng)。廠商知道，使用機(jī)械式視覺系統(tǒng)自動化、高速的成像過程可以提高產(chǎn)品質(zhì)量，增加生產(chǎn)效率，減少浪費(fèi)。根據(jù)最新市場論證的結(jié)果，我們知道隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，機(jī)械式視覺系統(tǒng)的應(yīng)用范圍也必然更為廣闊。

　　Kentucky（肯塔基）Cincinnati Industrial Automation公司的機(jī)械式視覺系統(tǒng)EZVision 12X，以PC機(jī)為基礎(chǔ)，全套設(shè)備包括工業(yè)PC機(jī)、軟件、像幀抓取卡，輸入/輸出卡、光源、照像機(jī)、鏡頭和運(yùn)輸前安裝的內(nèi)部檢測設(shè)置。設(shè)計(jì)完成精確的檢測，例如裝配改變、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格、測量尺度、自動機(jī)向?qū)?，以及大量的普通?yīng)用。

　　EZVision 12X允許用戶確認(rèn)部件，調(diào)試程序，圖示組織工作運(yùn)轉(zhuǎn)和性能。所有的結(jié)果都存儲在數(shù)據(jù)庫里，可以用圖表和圖形的形式加以靜態(tài)分析。結(jié)果還可以輸出到SPC文件包、MS Excel表格或其它評估程序。系統(tǒng)可在Windows NT/98/2000操作系統(tǒng)下運(yùn)行，并支持多達(dá)4個(gè)640×480像素的照相機(jī)，分辯率和檢測速度高到每分鐘500部件。

　　CRL Opto公司與英國Davin Optronics 有限公司合作，引入一系列模擬光學(xué)輔助系統(tǒng)。包括模擬瞄準(zhǔn)設(shè)備，它可以實(shí)現(xiàn)高分辨率縮微像顯示。整套模擬設(shè)備擁有CRL Opto的RXGAIC 1024×768反射型鐵電液晶微像顯像器，Davin公司將這套設(shè)備集成為兩個(gè)系統(tǒng)。第一系統(tǒng)是模擬雙目顯微設(shè)備，而第二系統(tǒng)采用一個(gè)不同的視野，是模擬的單目顯微設(shè)備。從LED（發(fā)光二極管）發(fā)出的光穿過偏振分光器（PBS）到達(dá)RXGAIC，之后從RXGAIC穿過PBS又反射回去，到達(dá)每個(gè)視野中。

　　瑞士的Fastcom 技術(shù)公司揭開了兩種機(jī)器式成像感應(yīng)器的面紗。MVS－135 CMOS智能數(shù)碼相機(jī)的特點(diǎn)是：智能成像集成硬件，可捕獲圖像的視覺信息、高性能成像過程、網(wǎng)上連接。裝有高檔動態(tài)CMOS圖像感應(yīng)器，120dB立方像素。MVS－135可在不同軟件上應(yīng)用，并可與車間里的網(wǎng)絡(luò)相連。數(shù)字輸入/輸出也可用于控制外部硬件、觸發(fā)外部信號的感應(yīng)器。MVS－135可單機(jī)或聯(lián)網(wǎng)使用，適合很大范圍內(nèi)的機(jī)械式成像應(yīng)用。

　　來自Fastcon公司的還有MVS－155，它擁有百萬像素分辨CMOS圖像感應(yīng)器，將圖像捕獲、成像和通訊集成于一個(gè)設(shè)備上。MVS－155是單機(jī)成像系統(tǒng)，能通過自由編程來捕獲視覺圖像信息，適合很多種機(jī)械式成像應(yīng)用，包括激光測量，3D掃描，對象追蹤，激光和電弧焊接、包裝。它可以實(shí)現(xiàn)隨機(jī)像素存儲，不但可以用于框架型成像應(yīng)用過程，還可以替代線性掃描照相使用系統(tǒng)。

　　Firstsight Vision（Surrey，英國）生產(chǎn)的Mamba－100是基于Coreco（克里奧）Imaging公司的第一代Enbedded Vision Engine Mamba－66而發(fā)展起來的。Manba－100采用WINTEL結(jié)構(gòu)，使它原來的性能達(dá)到了Pentium Ⅲ水平，并擁有800兆字節(jié)每秒的記憶帶寬，時(shí)鐘速度超過了1Ghz。該系統(tǒng)有兩個(gè)200兆字節(jié)每秒的CAB接口，數(shù)據(jù)速率超過主PCI主線的限度，可以在多達(dá)32個(gè)Pentium Ⅲ處理器的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中與多個(gè)獲取設(shè)備聯(lián)機(jī)工作。它有兩個(gè)軟件環(huán)境可用：一是Sapera，在C/C＋＋代碼基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)的。二是WIT，點(diǎn)擊鼠標(biāo)可在多個(gè)Manbas之間轉(zhuǎn)換算法。

　　Hananatsu Photonic系統(tǒng)推出了C8000系列的視頻速率CCD模擬/數(shù)字照像機(jī)，它具有DUV、更短波長、高VIS-IR性能和即時(shí)成像的功能。C8000照相機(jī)系列包含658×490像素，背縮型楨傳輸?shù)腃CD（在650nm時(shí)有90%峰值QE，在157nm或更短波長時(shí)大于40% QE），還具有增大的電路系統(tǒng)，即時(shí)成像，平均成像速度為每秒30楨，SCSI數(shù)字控制的特點(diǎn)。

　　由Integrated Vision Products生產(chǎn)的Ranger成相系統(tǒng)有高速描述輪廓的功能，每秒可描述多于1000楨的圖像輪廓，為機(jī)械成像系統(tǒng)組裝者和OEM們提供了高速的3D（三維）圖像解決方案。因?yàn)槭褂煤啽?，該產(chǎn)品可更廣泛地應(yīng)用于電子、半導(dǎo)體、木產(chǎn)品和食品檢測等工業(yè)領(lǐng)域。Ranger采用獲專利的CMOS圖像技術(shù)，能替代或補(bǔ)充傳統(tǒng)的2D（二維）檢測。

　　NeuriCan（Trento，意大利）初次推出兩種插卡和一個(gè)機(jī)械視覺系統(tǒng)。PC/104 NC 3001-NC 1001插卡是一種智能捕獲像幀的插卡，適合電腦式成像系統(tǒng)中的低價(jià)應(yīng)用。而NC 3001 Compact/PCI卡是針對工業(yè)應(yīng)用和科學(xué)應(yīng)用的，例如在醫(yī)療圖像、高端處理控制、核物理器械等領(lǐng)域。這種“神經(jīng)電腦”TotenFARM是一種Compact/PCI系統(tǒng)，該系統(tǒng)以傳統(tǒng)的Pentium CPU與一些NeuricamNc3001 平行信號處理器芯片緊密排列為基礎(chǔ)，每個(gè)芯片集有32個(gè)數(shù)字信號處理器。

　　Symoptics Ltd. 依托于英國劍橋大學(xué)，推出兩種新型機(jī)械式視覺產(chǎn)品：Quantage和Technolock 。Quantage可以在很寬的動態(tài)范圍內(nèi)產(chǎn)生顯微圖像，適于光學(xué)顯微復(fù)制，可以從帶有高閃光點(diǎn)或極暗區(qū)域的樣張中獲得可用圖像。動態(tài)范圍的選擇是全自動的。多種曝光形式可立刻混合以充分利用所有的光強(qiáng)，從而使圖像不閃爍，不褪色。

　　Technolock是Synoptics的另一種新型光學(xué)顯微復(fù)制產(chǎn)品，其特點(diǎn)是符合人類工程學(xué)的設(shè)計(jì)，內(nèi)置照相機(jī)，LCD（液晶）顯示，可多視角觀察。這種視頻檢測照相機(jī)可用于電子成分檢測，產(chǎn)品裝配，昆蟲學(xué)和植物科學(xué)，還有很多其它應(yīng)用。Technolock可以自動剪輯聚焦，3D平面建模，以及高編碼圖像等。