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如何搭建机器视觉系统

机器视觉系统的构成

一般机器视觉系统主要包括信息探测、采集系统、图像处理、显示及智

能决策等模块，涉及计算机图形学、数字图像处理、视频信息处理、模式识别、

人工智能理论、智能信息处理、VLSI技术等技术，可广泛应用于工业产品自动

检测、航天、航空、遥感、卫星侦察、天文观测、通讯、交通、电子、金融、医

疗等图像采集、处理和决策的诸多领域。图1是机器视觉系统的结构图。

嵌入式图像采集处理系统

NetSightII是功能完善的嵌入式图像采集处理系统，能快速、简便地构成

生产线上的机器视觉系统，解决了由PC/图像采集卡或智能摄像机构成的机器视

觉系统在实际生产环境中所遇到的各种问题，提高了产品生产质量。NetSightII

系统如图2所示。

NetSightII嵌入了高性能处理器、多个摄像机接口、灵活的通信设备接口

和多种用户界面。只需将摄像机与NetSightII连接，安装相应软件，就可以对

生产线的产品进行检测，节省了大量的安装、调试时间。

智能摄像机（SmartCamera）不能对物体进行多角度检测，若将这些摄像机

之间进行相互配合，则系统的复杂性和可靠性就成了问题。而高性价比的

NetSightII系统可同时观察和处理4个摄像机的图像，还可以根据具体应用要

求来选择相应的摄像机。NetSightII支持大多数标准、高分辨率（兆级像素）

模拟摄像机，经过适配器可与非标准摄像机连接。

NetSightII的机器视觉检测软件Sherlock是一个功能强大的自动化检测

工具，目前国际上有数以千计的检测设备采用Sherlock软件。Sherlock软件易

于使用、配置完善，可以快速构成样板、参考标准等，支持用户自定义算法和用

户界面，但目前还不支持彩色相机输入。

●主要特性和技术参数

NetSightII系统可以在线自动快速检测不规则器件，同时处理多个视频

图像，支持多种摄像机，功能强大的嵌入式处理器确保快速检测，为用户提供理

想的机器视觉系统解决方案。

数据采集部分包括3个单色或1个RGB的模拟摄像机、15脚D-Sub连接器，支

持标准的640×480、1024×1024或更高分辨率的格式，可同时采集3个单色同步

摄像机或1个彩色摄像机图像。存储器为256MB的程序存储器和20GB的数据存储

器。数字输入部分支持7种通用的代码，可进行控制切换，支持30V的TTL电路。

数字输出部分包括7种用做检测和控制的接口，可进行光选通。

●外部接口

操作接口包括标准VGA显示器、标准的PS/2鼠标和键盘或USB鼠标和键盘、

连接附加USB兼容设备的USB接口;网络接口为10/100Base-T以太网接口;相机

（视频）接口包括3个同步相机输入（支持标准或者双速模拟相机的顺序扫描，

每个相机的最大图像分辨率是2K×2K像素），1个RGB相机输入（支持标准或者

双速模拟相机的顺序扫描，最大图像尺寸是1K×1K），不能同时支持RGB和3个同

步相机输入;1个IEEE1394接口;背板上的3个15针D-Sub接口（标明视频1、2、3），

视频1接口支持单色和RGB相机，视频2和视频3只支持单色相机，所有接口不能

同时支持单色和彩色相机，但可以同时采集和处理来自3个单色相机的数据;提供

1个RS-232/485兼容串口，当断开网络连接时，该端口可以控制主应用;1个标准

的并口可用来连接打印机等并口设备;AC97兼容音频接口用来发布音频警报通

知。NetSightII的后面板如图3所示。

●相机的选择

机器视觉系统需要用相机采集图像，所选择的相机类型可以表明系统的识别

能力，这就意味着可以识别的最小信息是视场的函数。换句话说，相机通过改变

镜头可以扩大视场，但是减少了实际识别区域。光源、透镜畸变和物体的位置等

许多因素都会影响到图像的质量。通常的做法是尽可能把传感器上感兴趣图像的

画面填满，同时允许配准误差和位置重复。例如，如果需要检测一幅大图片的毛

细裂缝，则需要分辨率可以识别裂缝的相机。一般情况下，使用标准的或百万像

素分辨率的相机就可以满足解决机器视觉的应用。

同类型和厂家的机器视觉相机都有自己独特的特点，目前生产环境中的大多

数相机都是模拟单色相机（即只能检测图像的亮度和灰度）。除了“静态”操作

（