基于机器视觉的直齿圆柱齿轮测量系统的设计与实现(10)

基于机器视觉的直齿圆柱齿轮测量系统的设计与实现

第二章机器视觉

２．２．１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像传感器组成，有时还要配以光投射器及其他辅助设备。它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。图像传感器可用激光扫描器、ＣＣＤ（Ｅｇ子耦合器）摄象机、ＴＶ摄象机、数字摄象机等。

ＣＣＤ摄像机，由于ＣＣＤ体积小、重量轻、寿命长且抗冲击、清晰度高等特点在机器视觉系统中得到广泛应用。按照所使用的ＣＣＤ器件可以分为线阵式和面阵式两大类。线阵ＣＣＤ摄像机一次只能获得图像的一行信息，被拍摄的物体必须以直线形式从摄像机前移过，才能获得完整的图像。它主要用于检测条状、筒状产品，例如布匹、钢板、纸张等。面阵摄像机可以一次获得整幅图像的信息。目前在机器视觉系统中，以面阵ＣＣＤ的应用居多。ＣＣＤ成品相机的分辨率不断提高，２０４８Ｘ２０４８像素的ＣＣＤ相机已很普遍ｎ阳。

２．２．２高速图像采集系统

高速图像采集系统是由专门视频解码器、图像缓冲器和控制接口电路组成的。它的主要功能是由实时地将视觉传感器获取的模拟视频信号转换为数字图像信号，并将图像直接传送给计算机进行显示和处理，或者将数字图像传送给专用图像处理系统进行视觉信号的实时前端处理。

图像采集系统与计算机的接口采用工业标准总线，如ＩＳＡ、ＶＭＥ、ＰＣＩ总线等，使得图像采集系统到计算机的实时图像数据传输成为可能。

２．２．３专用图像处理系统

专用图像处理系统是计算机辅助处理器，主要采用专用集成芯片（ＡＳｌＣ）、数字信号处理器（ＤＳＰ）、现场可编程门阵列（ＦＰＧＡ）等设计的全硬件处理器。它可以实时高速完成各种低级图像处理算法，减轻计算机的处理负荷，提高整个视觉系统的速度。专用图像处理系统与计算机之间的通信可以采用标准总线接口、串行通信总线接口、网络通信等方式。

机器视觉中的图像处理方法，主要包括图像增强、数据编码和传输、平滑、边缘锐化、分割、特征抽取、图像识别与理解等内容。经过这些处理后，输出图像的质量得到相当程度的改善，既优化了图像的视觉效果，又便于计算机对图像进行分析、处理和识别。图像处理是一个很复杂的系统工程，无数学者及工程人员为每一个环节设计了诸多的算法，有关此方面的文献很多，如文献【１９］１２０１［２１】等。考虑到机器视觉系统多数应用场合具有高速、稳定的要求，

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