Technical Articles
机械式视觉系统及其子系统
Date：2013-10-15
Source：三姆森科技
机械式视觉系统将照像机、照明工具和软件的功能结合在一起，用来捕获和分析移动的图像，它与其它电子成像技术的差别在于：它与工业生产有着一些特殊的联系。最近对机械式视觉系统的革新扩展了它的多样化应用和市场之门，其关键问题在于满足客户日益增长的对高质量的产品、更简便操作的要求。 现在的系统比以前更小、更加注重价格，而且是不需要太多知识的大众化傻瓜系统。厂商知道，使用机械式视觉系统自动化、高速的成像过程可以提高产品质量，增加生产效率，减少浪费。根据最新市场论证的结果，我们知道随着技术的不断发展，机械式视觉系统的应用范围也必然更为广阔。
Kentucky（肯塔基）Cincinnati Industrial Automation公司的机械式视觉系统EZVision 12X，以PC机为基础，全套设备包括工业PC机、软件、像帧抓取卡，输入/输出卡、光源、照像机、镜头和运输前安装的内部检测设置。设计完成精确的检测，例如装配改变、标准规格、测量尺度、自动机向导，以及大量的普通应用。
EZVision 12X允许用户确认部件，调试程序，图示组织工作运转和性能。所有的结果都存储在数据库里，可以用图表和图形的形式加以静态分析。结果还可以输出到SPC文件包、MS Excel表格或其它评估程序。系统可在Windows NT/98/2000操作系统下运行，并支持多达4个640×480像素的照相机，分辩率和检测速度高到每分钟500部件。 CRL Opto公司与英国Davin Optronics 有限公司合作，引入一系列模拟光学辅助系统。包括模拟瞄准设备，它可以实现高分辨率缩微像显示。整套模拟设备拥有CRL Opto的RXGAIC 1024×768反射型铁电液晶微像显像器，Davin公司将这套设备集成为两个系统。第一系统是模拟双目显微设备，而第二系统采用一个不同的视野，是模拟的单目显微设备。从LED（发光二极管）发出的光穿过偏振分光器（PBS）到达RXGAIC，之后从RXGAIC穿过PBS又反射回去，到达每个视野中。
瑞士的Fastcom 技术公司揭开了两种机器式成像感应器的面纱。MVS－135 CMOS智能数码相机的特点是：智能成像集成硬件，可捕获图像的视觉信息、高性能成像过程、网上连接。装有高档动态CMOS图像感应器，120dB立方像素。MVS－135可在不同软件上应用，并可与车间里的网络相连。数字输入/输出也可用于控制外部硬件、触发外部信号的感应器。MVS－135可单机或联网使用，适合很大范围内的机械式成像应用。
来自Fastcon公司的还有MVS－155，它拥有百万像素分辨CMOS图像感应器，将图像捕获、成像和通讯集成于一个设备上。MVS－155是单机成像系统，能通过自由编程来捕获视觉图像信息，适合很多种机械式成像应用，包括激光测量，3D扫描，对象追踪，激光和电弧焊接、包装。它可以实现随机像素存储，不但可以用于框架型成像应用过程，还可以替代线性扫描照相使用系统。 Firstsight Vision（Surrey，英国）生产的Mamba－100是基于Coreco（克里奥）Imaging公司的第一代Enbedded Vision Engine Mamba－66而发展起来的。Manba－100采用WINTEL结构，使它原来的性能达到了Pentium Ⅲ水平，并拥有800兆字节每秒的记忆带宽，时钟速度超过了1Ghz。该系统有两个200兆字节每秒的CAB接口，数据速率超过主PCI主线的限度，可以在多达32个Pentium Ⅲ处理器的网络环境中与多个获取设备联机工作。它有两个软件环境可用：一是Sapera，在C/C＋＋代码基础上设计的。二是WIT，点击鼠标可在多个Manbas之间转换算法。
Hananatsu Photonic系统推出了C8000系列的视频速率CCD模拟/数字照像机，它具有DUV、更短波长、高VIS-IR性能和即时成像的功能。C8000照相机系列包含658×490像素，背缩型桢传输的CCD（在650nm时有90%峰值QE，在157nm或更短波长时大于40% QE），还具有增大的电路系统，即时成像，平均成像速度为每秒30桢，SCSI数字控制的特点。
由Integrated Vision Products生产的Ranger成相系统有高速描述轮廓的功能，每秒可描述多于1000桢的图像轮廓，为机械成像系统组装者和OEM们提供了高速的3D（三维）图像解决方案。因为使用简便，该产品可更广泛地应用于电子、半导体、木产品和食品检测等工业领域。Ranger采用获专利的CMOS图像技术，能替代或补充传统的2D（二维）检测。 NeuriCan（Trento，意大利）初次推出两种插卡和一个机械视觉系统。PC/104 NC 3001-NC 1001插卡是一种智能捕获像帧的插卡，适合电脑式成像系统中的低价应用。而NC 3001 Compact/PCI卡是针对工业应用和科学应用的，例如在医疗图像、高端处理控制、核物理器械等领域。这种“神经电脑”TotenFARM是一种Compact/PCI系统，该系统以传统的Pentium CPU与一些NeuricamNc3001 平行信号处理器芯片紧密排列为基础，每个芯片集有32个数字信号处理器。
Symoptics Ltd. 依托于英国剑桥大学，推出两种新型机械式视觉产品：Quantage和Technolock 。Quantage可以在很宽的动态范围内产生显微图像，适于光学显微复制，可以从带有高闪光点或极暗区域的样张中获得可用图像。动态范围的选择是全自动的。多种曝光形式可立刻混合以充分利用所有的光强，从而使图像不闪烁，不褪色。
Technolock是Synoptics的另一种新型光学显微复制产品，其特点是符合人类工程学的设计，内置照相机，LCD（液晶）显示，可多视角观察。这种视频检测照相机可用于电子成分检测，产品装配，昆虫学和植物科学，还有很多其它应用。Technolock可以自动剪辑聚焦，3D平面建模，以及高编码图像等。
Kentucky（肯塔基）Cincinnati Industrial Automation公司的机械式视觉系统EZVision 12X，以PC机为基础，全套设备包括工业PC机、软件、像帧抓取卡，输入/输出卡、光源、照像机、镜头和运输前安装的内部检测设置。设计完成精确的检测，例如装配改变、标准规格、测量尺度、自动机向导，以及大量的普通应用。
EZVision 12X允许用户确认部件，调试程序，图示组织工作运转和性能。所有的结果都存储在数据库里，可以用图表和图形的形式加以静态分析。结果还可以输出到SPC文件包、MS Excel表格或其它评估程序。系统可在Windows NT/98/2000操作系统下运行，并支持多达4个640×480像素的照相机，分辩率和检测速度高到每分钟500部件。 CRL Opto公司与英国Davin Optronics 有限公司合作，引入一系列模拟光学辅助系统。包括模拟瞄准设备，它可以实现高分辨率缩微像显示。整套模拟设备拥有CRL Opto的RXGAIC 1024×768反射型铁电液晶微像显像器，Davin公司将这套设备集成为两个系统。第一系统是模拟双目显微设备，而第二系统采用一个不同的视野，是模拟的单目显微设备。从LED（发光二极管）发出的光穿过偏振分光器（PBS）到达RXGAIC，之后从RXGAIC穿过PBS又反射回去，到达每个视野中。
瑞士的Fastcom 技术公司揭开了两种机器式成像感应器的面纱。MVS－135 CMOS智能数码相机的特点是：智能成像集成硬件，可捕获图像的视觉信息、高性能成像过程、网上连接。装有高档动态CMOS图像感应器，120dB立方像素。MVS－135可在不同软件上应用，并可与车间里的网络相连。数字输入/输出也可用于控制外部硬件、触发外部信号的感应器。MVS－135可单机或联网使用，适合很大范围内的机械式成像应用。
来自Fastcon公司的还有MVS－155，它拥有百万像素分辨CMOS图像感应器，将图像捕获、成像和通讯集成于一个设备上。MVS－155是单机成像系统，能通过自由编程来捕获视觉图像信息，适合很多种机械式成像应用，包括激光测量，3D扫描，对象追踪，激光和电弧焊接、包装。它可以实现随机像素存储，不但可以用于框架型成像应用过程，还可以替代线性扫描照相使用系统。 Firstsight Vision（Surrey，英国）生产的Mamba－100是基于Coreco（克里奥）Imaging公司的第一代Enbedded Vision Engine Mamba－66而发展起来的。Manba－100采用WINTEL结构，使它原来的性能达到了Pentium Ⅲ水平，并拥有800兆字节每秒的记忆带宽，时钟速度超过了1Ghz。该系统有两个200兆字节每秒的CAB接口，数据速率超过主PCI主线的限度，可以在多达32个Pentium Ⅲ处理器的网络环境中与多个获取设备联机工作。它有两个软件环境可用：一是Sapera，在C/C＋＋代码基础上设计的。二是WIT，点击鼠标可在多个Manbas之间转换算法。
Hananatsu Photonic系统推出了C8000系列的视频速率CCD模拟/数字照像机，它具有DUV、更短波长、高VIS-IR性能和即时成像的功能。C8000照相机系列包含658×490像素，背缩型桢传输的CCD（在650nm时有90%峰值QE，在157nm或更短波长时大于40% QE），还具有增大的电路系统，即时成像，平均成像速度为每秒30桢，SCSI数字控制的特点。
由Integrated Vision Products生产的Ranger成相系统有高速描述轮廓的功能，每秒可描述多于1000桢的图像轮廓，为机械成像系统组装者和OEM们提供了高速的3D（三维）图像解决方案。因为使用简便，该产品可更广泛地应用于电子、半导体、木产品和食品检测等工业领域。Ranger采用获专利的CMOS图像技术，能替代或补充传统的2D（二维）检测。 NeuriCan（Trento，意大利）初次推出两种插卡和一个机械视觉系统。PC/104 NC 3001-NC 1001插卡是一种智能捕获像帧的插卡，适合电脑式成像系统中的低价应用。而NC 3001 Compact/PCI卡是针对工业应用和科学应用的，例如在医疗图像、高端处理控制、核物理器械等领域。这种“神经电脑”TotenFARM是一种Compact/PCI系统，该系统以传统的Pentium CPU与一些NeuricamNc3001 平行信号处理器芯片紧密排列为基础，每个芯片集有32个数字信号处理器。
Symoptics Ltd. 依托于英国剑桥大学，推出两种新型机械式视觉产品：Quantage和Technolock 。Quantage可以在很宽的动态范围内产生显微图像，适于光学显微复制，可以从带有高闪光点或极暗区域的样张中获得可用图像。动态范围的选择是全自动的。多种曝光形式可立刻混合以充分利用所有的光强，从而使图像不闪烁，不褪色。
Technolock是Synoptics的另一种新型光学显微复制产品，其特点是符合人类工程学的设计，内置照相机，LCD（液晶）显示，可多视角观察。这种视频检测照相机可用于电子成分检测，产品装配，昆虫学和植物科学，还有很多其它应用。Technolock可以自动剪辑聚焦，3D平面建模，以及高编码图像等。
