다양한 산업에서 이미지와 머신비전 기술을 활용한 산업자동화 및 지능화에 대한 수요가 확산되면서 점차적으로 머신비전이 산업현장에 적용되기 시작했습니다.
정부의 우호적인 지원에 힘입어 국내 머신비전 산업은 빠르게 발전하고 있으며, 중국은 머신비전 개발에 있어서 세계에서 가장 활발한 지역 중 하나가 되고 있습니다. 2025년까지 우리나라 머신비전 시장 규모는 246억 위안에 이를 것으로 예상된다. 머신 비전에 대해 좀 더 자세히 살펴보겠습니다.
머신비전은 영상처리, 기계공학기술, 제어, 전기광원조명, 광학영상, 센서, 아날로그 및 디지털 비디오 기술, 컴퓨터 소프트웨어 및 하드웨어 기술(이미지 향상 및 분석 알고리즘, 이미지 카드, I/O 카드 등).
일반적인 머신 비전 응용 시스템에는 이미지 캡처, 광원 시스템, 이미지 디지털화 모듈, 디지털 이미지 처리 모듈, 지능형 판단 및 의사 결정 모듈, 기계적 제어 실행 모듈이 포함됩니다.
일반적으로 머신비전은 소프트웨어와 하드웨어가 결합된 종합 기술입니다. 이미지를 처리하는 소프트웨어와 안정적인 고품질 이미지를 제공하기 위한 하드웨어가 모두 중요합니다. 개발자로서 저는 소프트웨어 모듈에 대해 비교적 잘 알고 있으며 하드웨어 시스템에 대한 지식 기반이 약합니다. 이 기사는 관심 있는 친구들이 참고할 수 있는 머신 비전의 하드웨어 관련 리소스에 대한 간단한 요약을 제공합니다.
내용 요약:
산업용 컴퓨터는 PC 호스트로 이해될 수 있지만 이 호스트는 이미지 획득 및 처리와 관련 제어 및 인터페이스가 더 강력합니다. 머신 비전 시스템에서 산업용 컴퓨터의 성능은 전체 비전 시스템의 처리 속도와 실행 시간에 직접적인 영향을 미치며 전체 비전 시스템의 핵심입니다. 산업용 컴퓨터의 선택은 다음 4가지 측면에서 고려해야 합니다.
1) 크기
2) 설치 방법
3) 구성
------응용 프로그램에 따라 적절한 구성을 선택하면 됩니다.
4) 인터페이스
-------비전 시스템에서 카메라 수, 광원 컨트롤러 및 연결 방법을 결정하는 것은 매우 중요합니다. 예를 들어, 시스템에는 8개의 카메라가 있고 4개의 광원을 제어해야 합니다. 카메라는 네트워크 케이블을 통해 연결되고 광원 컨트롤러는 232 인터페이스입니다. 이렇게 하면 산업용 컴퓨터의 네트워크 인터페이스 수와 직렬 포트가 가능합니다. 단호한.
2.1 카메라 유형
포인트 매트릭스 카메라/영역 배열 카메라
영역 배열 카메라: 픽셀 매트릭스 촬영을 구현합니다. 카메라로 촬영한 이미지에서 이미지의 디테일은 픽셀 수가 아니라 해상도에 따라 결정됩니다. 해상도는 선택한 렌즈의 초점 거리에 따라 결정됩니다. 동일한 카메라라도 초점 거리가 다른 렌즈를 사용하면 해상도가 달라집니다. 픽셀 수는 이미지의 해상도(선명도)를 결정하지 않는데, 픽셀이 큰 카메라의 이점은 무엇입니까? 답은 하나뿐입니다. 샷 수를 줄이고 테스트 속도를 높이는 것입니다.
라인 스캔 카메라: 이름에서 알 수 있듯이 "라인" 모양입니다. 2차원 영상이기도 하지만, 굉장히 길다. 길이는 몇K인데 너비는 몇픽셀에 불과합니다. 일반적으로 이러한 종류의 카메라는 두 가지 상황에서만 사용됩니다. 1. 측정할 시야는 롤러의 검사 문제에 주로 사용되는 길쭉한 스트립입니다.
2. 넓은 시야 또는 매우 높은 정밀도가 필요합니다. 두 번째 경우(넓은 시야 또는 매우 높은 정밀도가 필요함)에는 여기 장치를 사용하여 카메라를 여러 번 자극하고 여러 장의 사진을 찍은 다음 캡처된 여러 개의 "막대" 모양 이미지를 병합해야 합니다. 거대한 그림.
따라서 라인어레이 카메라를 사용할 때에는 반드시 라인어레이 카메라를 지원하는 캡쳐카드를 사용해야 합니다. 라인어레이 카메라는 가격이 비싸고, 화각이 크거나 고정밀 감지의 경우 감지 속도도 느리다. 일반 카메라의 영상은 400K~1M이고 합친 영상은 수M 크기이며, 속도 당연히 느려집니다. 느린 작업은 훌륭한 작업으로 이어집니다. 이 두 가지 이유 때문에 라인 스캔 카메라는 매우 특별한 상황에서만 사용됩니다.
CCD 카메라/CMOS 카메라
CCD 카메라는 외부 회로 추가로 인해 시스템 크기가 커지지만 복사 프로세스는 향상되지만 회로 설계자는 좋은 화질과 소음 방지 기능을 제공할 수 있습니다. CCD 카메라의 일부 특별한 문제의 성능을 더 잘 향상시키기 위해 더 유연할 수 있습니다. CCD는 천문학, 고화질 의료용 X선 이미지 등 매우 높은 카메라 성능이 필요하지만 덜 엄격한 비용 관리가 필요한 응용 분야와 장기간 노출이 필요하고 이미지 노이즈에 대한 엄격한 요구 사항이 있는 기타 응용 분야에 더 적합합니다.
CMOS 카메라는 높은 수율, 고집적도, 낮은 전력 소비, 저렴한 가격이라는 장점을 가지고 있습니다. 하지만 이미지 자체에는 노이즈가 많습니다. 현재의 CMOS 기술은 계속해서 발전하고 있으며, 초기 단점을 많이 극복하여 화질 면에서 CCD 기술과 경쟁할 수 있는 수준으로 발전했습니다.
CMOS는 작은 공간, 작은 크기, 낮은 전력 소비가 필요하지만 특별히 높은 이미지 노이즈 및 품질 요구 사항이 없는 애플리케이션에 적합합니다. 대부분의 보조 조명 산업 검사 애플리케이션, 보안 애플리케이션 및 대부분의 소비자 상업용 디지털 카메라 등이 있습니다. 현재 CCD 산업용 카메라는 여전히 시각 검사 솔루션에서 지배적인 위치를 차지하고 있습니다.
2.2 해상도
카메라가 이미지를 수집할 때마다 픽셀 수는 일반적으로 광전 센서의 대상 표면에 배열된 픽셀 수에 해당합니다. 해상도 선택은 사용 시나리오와 정확도 요구 사항에 따라 결정되어야 합니다. 높을수록 좋지 않습니다.
2.3 픽셀 깊이
픽셀 데이터당 비트 수는 일반적으로 8비트, 10비트, 12비트입니다. 해상도와 픽셀 심도가 함께 이미지의 크기를 결정합니다. 예를 들어 픽셀 깊이가 8비트인 500만 픽셀의 경우 전체 그림은 500만*8/1024/1024=37M(1024바이트=1KB, 1024KB=1M)이어야 합니다. 픽셀 깊이를 늘리면 측정 정확도가 향상되지만 시스템 속도가 느려지고 시스템 통합이 더욱 어려워집니다(케이블 증가, 크기 증가 등).
2.4 프레임 속도
Area Array 카메라의 경우 일반적으로 초당 수집되는 프레임 수(Frames/Sec)입니다. 초당 수집된 라인 수(HZ). 프레임 속도 선택 시 역동적인 장면 촬영을 고려해야 합니다.
2.5 노출
산업용 라인 스캔 카메라는 모두 라인별 노출 방식입니다. 노출 시간은 라인 주기와 일치하도록 설정하거나 고정된 라인 주파수를 설정할 수 있습니다. 시간, 어레이 카메라에는 프레임 노출, 필드 노출, 롤링 노출 등 여러 가지 공통 모드가 있습니다. 산업용 디지털 카메라는 일반적으로 외부 트리거 획득 기능을 제공하며 고속 카메라는 훨씬 더 빠릅니다.
2.6 노이즈
노이즈란 이미징 과정에서 수집될 것으로 예상되지 않는 신호로서 실제 이미징 대상을 벗어난 신호를 말합니다. 일반적으로 두 가지 범주로 나뉘는데, 하나는 모든 카메라에 존재하는 유효 신호로 인해 발생하는 샷 노이즈이고, 다른 하나는 신호와는 아무런 관련이 없는 카메라 자체에 존재하는 노이즈입니다. 이는 이미지 센서 판독 회로, 카메라 신호 처리 및 증폭 회로에 의해 발생하는 고유한 노이즈로 인해 발생합니다. 카메라마다 고유한 노이즈가 다릅니다.
2.7 개발 인터페이스
카메라를 사용하는 시각적 프로젝트를 개발하려면 카메라 제어(사진, 비디오 녹화, 저장, 매개변수 설정 등)가 필수적입니다. 일반적으로 제조업체에서는 사용해야 하는 제어 데모를 제공합니다. 개발 중에 제어 기능이 우리 프로젝트에 적용됩니다.
카메라와 렌즈는 일반적으로 일치합니다. 렌즈 선택은 주로 이미지의 시청 거리를 고려합니다. 렌즈 선택 단계:
1) 짧은 변 E=B/C, 카메라에 해당하는 픽셀 수를 계산합니다. 긴 쪽과 짧은 쪽의 픽셀 수는 E보다 커야 합니다.
2) 픽셀 크기 = 제품 짧은 쪽 크기 B/선택한 카메라의 짧은 쪽 픽셀 수
3) 배율 = 선택한 카메라 칩 비디오 크기/카메라 짧은 측면 시야
4) 분해 가능한 제품 정확도 = 픽셀 크기/배율(C보다 작은지 확인)
5) 대물 렌즈의 초점 거리 = 작동 거리/(1+1/ 배율) 단위: mm
6) 이미지 평면의 해상도는 1/(2×0.1×배율)보다 커야 합니다. 단위: lp/mm
선택한 렌즈는 CCD 크기보다 크거나 같은 크기를 지원해야 합니다. 또한, 카메라 CCD 센서 칩이 C이고, CS 또는 F형 인터페이스도 일치해야 하며, 렌즈의 작동 거리와 충분한 공간이 있는지도 고려해야 합니다. 여전히 렌즈 선택에 대해 확신이 없다면 제조업체의 기술 지원에 문의하여 제조업체에서 귀하의 응용 시나리오에 따라 적합한 렌즈를 추천하도록 할 수 있습니다.
머신비전에서 빛을 채우는 것은 꼭 필요한 작업입니다. 단순히 카메라의 노출 시간을 늘리면 영상의 노이즈가 증가하고 영상의 품질이 저하됩니다. 광원. 광원 선택은 광원 램프와 광원 컨트롤러의 두 부분으로 나뉩니다.
4.1 광원 램프
머신 비전도 다양한 광원을 제공합니다. 이는 비전 산업이 널리 사용되고 이상적인 효과를 얻으려면 특정 프로젝트에 따라 적절한 광원을 선택해야 하기 때문입니다.
광원 램프의 일반적인 유형은 다음과 같으며 특정 프로젝트에 따라 선택할 수 있습니다.
4.2 광원 컨트롤러
광원 컨트롤러는 테스트 환경에 대한 조명을 제공하며 일반적으로 제어할 수 있는 개발 인터페이스를 제공합니다. 지정된 출력 포트 포인트 켜기 및 끄기에서는 주로 카메라와 협력하여 요구 사항을 충족하는 이미지를 소프트웨어에 제공합니다.
머신 비전 시스템은 카메라, 광원, 테스트할 대상의 배치 등의 문제와 관련하여 테스트 환경에 대한 요구 사항이 상대적으로 높습니다. 품질 이미지. 테스트 환경 역시 전문기관의 설계가 필요할 수 있습니다. 단순한 실험 환경이라면 온라인에서 실험용 브라켓을 구매하실 수 있습니다.
위 내용은 머신 비전에는 어떤 하드웨어가 포함되어 있나요?의 상세 내용입니다. 자세한 내용은 PHP 중국어 웹사이트의 기타 관련 기사를 참조하세요!
![[웹 프런트엔드] Node.js 빠른 시작](https://img.php.cn/upload/course/000/000/067/662b5d34ba7c0227.png)
