【視覺(jué)龍】龍睿DragonVision視覺(jué)軟件在醫(yī)療器械檢測(cè)中的應(yīng)用

時(shí)間：2018-12-03作者：深圳市視覺(jué)龍科技有限公司瀏覽：101

一、龍睿視覺(jué)軟件概述
   龍睿是由深圳市視覺(jué)龍科技有限公司*的一套可配置任務(wù)的綜合視覺(jué)處理標(biāo)準(zhǔn)軟件系統(tǒng)。它支持多款千兆網(wǎng)相機(jī)，檢測(cè)任務(wù)自由配置，多任務(wù)、多工位檢測(cè)；工具包覆蓋定位、測(cè)量、檢測(cè)、查找、邏輯判斷，并支持字符串、多結(jié)果、并行輸出和圖像操作等，已經(jīng)在多個(gè)視覺(jué)定位、尺寸測(cè)量、缺陷檢測(cè)項(xiàng)目中應(yīng)用。
   
 
二、項(xiàng)目解決方案
   硬件解決方案：
   1、光源選型
   常用光源
   光源的作用及選型方法
   機(jī)器視覺(jué)應(yīng)用照明的作用**是使需要被觀察的特征與需要被忽略的圖像特征之間產(chǎn)生較大的對(duì)比度，從而易于特征的區(qū)分，*二是保持足夠的亮度來(lái)排除外界光對(duì)視覺(jué)的干擾，從而保證取圖的穩(wěn)定性。從以下兩個(gè)方面選擇光源。
   光源的顏色：我們看到某個(gè)物體成某種顏色，是因?yàn)槠浞瓷淞藢?duì)應(yīng)的光譜。我們拍攝物體時(shí)如果要將某種顏色打成白色，那么就得使用與此顏色相同或相似的光源（光的波長(zhǎng)一樣或接近），而如果要打成黑色，則需要選擇與目標(biāo)顏色波長(zhǎng)差較大的光源。由于本案例背景為藍(lán)色、檢測(cè)器械為白色需要把背景打成黑色，所以光源顏色選擇紅色,而且紅色LED壽命長(zhǎng)、穩(wěn)定、價(jià)格低廉，較重要的是紅色LED的波長(zhǎng)較接近傳感器的靈敏度峰值。
   光源的形狀：機(jī)器視覺(jué)常用的光源有環(huán)形光源、條形光源、背光源、同軸光源等，考慮到機(jī)構(gòu)安裝的方便和光照需要均勻照射，所以本案例選擇中孔紅色背光。
 
   2、相機(jī)選型
   工業(yè)相機(jī)按成相色彩劃分可分為黑白相機(jī)和彩色相機(jī)，按掃描方式劃分可分為線陣相機(jī)和面陣相機(jī)，按芯片類型可劃分為CCD相機(jī)和CMOS相機(jī)等。
   相機(jī)選型首先應(yīng)該明確項(xiàng)目需求，確定檢測(cè)產(chǎn)品的精度要求，確定相機(jī)要看的視野大小，要確定檢測(cè)物體的速度，同時(shí)確定是動(dòng)態(tài)檢測(cè)還是靜態(tài)檢測(cè)。其次確定硬件類型，選擇相機(jī)數(shù)據(jù)傳輸接口：1394、Gige(千兆網(wǎng)）、USB，camera link。再根據(jù)與鏡頭的搭配選擇合適的相機(jī)芯片尺寸（鏡頭的較大兼容芯片尺寸大于等于相機(jī)的芯片尺寸）和與鏡頭的接口類型（C或CS）。視覺(jué)系統(tǒng)硬件的誤差是不可避免的，一般都保證在一到兩個(gè)像素之間的誤差，所以通過(guò)計(jì)算公式：精度=視野（長(zhǎng)或?qū)挘孪鄼C(jī)像素（長(zhǎng)或?qū)挘├纾杭僭O(shè)視野為100*60，精度要求0.1，考慮到硬件誤差，一般選型時(shí)把精度做到0.05，那么相機(jī)長(zhǎng)邊的像素=100÷0.05=2000，短邊像素60÷0.05=1200，那么只需要理論分辨率大于或等于2000*1200像素的相機(jī)就可以滿足需求。
   本項(xiàng)目根據(jù)視野、精度的關(guān)系選擇分辨率為500（2500pix*2000pix）萬(wàn)、幀率為14幀、通訊接口為Gige(千兆網(wǎng))、與鏡頭接口為C接口的相機(jī)。
   
3、鏡頭的選型
   1、是否需要用遠(yuǎn)心鏡頭
   在精密尺寸測(cè)量時(shí)一般考慮遠(yuǎn)心鏡頭。遠(yuǎn)心鏡頭主要作用是為糾正傳統(tǒng)工業(yè)鏡頭視差而設(shè)計(jì)，它可以在一定的物距范圍內(nèi)，使得到的圖像放大倍率不會(huì)變化，它分為物方遠(yuǎn)心、像方遠(yuǎn)心和雙側(cè)遠(yuǎn)心，其中光學(xué)放大倍率=相機(jī)芯片尺寸/視場(chǎng)尺寸 =芯片（V）或（H）尺寸/視場(chǎng)（V）或（H），視野越大，放大倍率越小。一般情況下，遠(yuǎn)心鏡頭都是有固定焦距和工作距離的，而且有些遠(yuǎn)心鏡頭體積大、比較重，所以需要詳細(xì)了解客戶對(duì)視場(chǎng)大小、工作距離、空間限制、和運(yùn)動(dòng)控制的要求后才能確定需要選擇的鏡頭型號(hào)。
   
2、鏡頭的景深
   相機(jī)在垂直方向上能清晰成像的空間距離叫做景深。焦距越短，景深越大；光圈越小，景深越大；鏡頭離物體的距離越遠(yuǎn)，景深越大；相機(jī)芯片像元越大景深越大。
  
 3、鏡頭的較大兼容芯片尺寸
   機(jī)器視覺(jué)鏡頭的較大兼容芯片尺寸必須大于或等于相機(jī)的芯片尺寸，否則會(huì)引起嚴(yán)重的畸變和相差。
  
 4、機(jī)器視覺(jué)鏡頭的接口
   機(jī)器視覺(jué)鏡頭接口和相機(jī)接口都分為C、CS、F和其他較大尺寸的接口類型。相機(jī)和鏡頭是互補(bǔ)的，即C接口的相機(jī)只能用C接口的鏡頭，CS接口的相機(jī)能用CS接口的鏡頭和加5mm接圈的C接口的鏡頭。
   
5、機(jī)器視覺(jué)鏡頭的焦距
   鏡頭焦距的選擇根據(jù)公式焦距f ＝ 工作距離 × CCD芯片尺寸( H or V) / FOV( H or V)來(lái)選擇合適焦距的鏡頭。
   本項(xiàng)目根據(jù)焦距的計(jì)算公式，選用焦距為8mm，接口為C口、較大兼容芯片尺寸為2/3的定焦鏡頭。
 
   軟件解決方案：
   軟件采用龍睿標(biāo)準(zhǔn)視覺(jué)軟件進(jìn)行缺陷檢測(cè)任務(wù)，要求檢測(cè)料盒內(nèi)有沒(méi)有醫(yī)療器械的缺失和錯(cuò)位。軟件用到Blob Analyzer工具和Locator定位工具組合的方法來(lái)進(jìn)行缺陷檢測(cè)，其中Locator定位工具用來(lái)定位檢測(cè)適合做模板的器械和限定Blob Analyzer工具的搜索框。Blob Analyzer工具用來(lái)檢測(cè)較小的器械和一些局部缺失。最后用到評(píng)估工具對(duì)所用檢測(cè)工具進(jìn)行一次評(píng)估判斷OK或NG后把結(jié)果發(fā)送給PLC進(jìn)行處理。

   斑塊分析工具：
   1、Blob Analyzer的概念
   Blob Analyzer 運(yùn)用圖像分割算法處理選擇的矩形搜索框內(nèi)的像素信息，可以根據(jù)用戶限定的條件來(lái)查找有效的Blob。

   2、圖像分割
   斑點(diǎn)表示由特定范圍內(nèi)的灰度值表征的圖像內(nèi)的特定區(qū)域。對(duì)于每個(gè)新圖像Blob Analyzer會(huì)生成一個(gè)直方圖，表示矩形搜索框內(nèi)中的像素值分布，圖像分割算法提供閾值功能，允許Blob Analyzer把圖像的區(qū)域分成為兩類：斑點(diǎn)和背景。

   3、直方圖
   直方圖提供了Blob Analyzer選擇的矩形搜索框中所有像素值的分布，直方圖的像素值范圍為0（黑色）到255（白色）。非常適合Blob檢測(cè)的圖像通常呈現(xiàn)雙峰直方圖，即具有兩個(gè)尖點(diǎn)
 
   4、閾值
   閾值用于將圖像分割成兩種像素，背景像素和斑點(diǎn)像素。根據(jù)所選擇的分割模式，可以選擇一個(gè)或兩個(gè)閾值，此外還有兩種閾值函數(shù)，硬閾值和軟閾值。
   硬閾值也叫做二進(jìn)制閾值，因?yàn)樗鼘⑾袼胤殖蓛煞N狀態(tài)，背景像素為0，Blob像素為1.結(jié)果是二進(jìn)制圖像。
   軟閾值提供了處理邊界斑點(diǎn)區(qū)域的像素的靈活性，軟閾值覆蓋一切像素值，一旦處理，閾值范圍內(nèi)的像素被輸出為加權(quán)像素。加權(quán)像素用于與以其在閾值范圍內(nèi)的值相對(duì)應(yīng)的的比例來(lái)計(jì)算斑點(diǎn)結(jié)果。軟閾值內(nèi)的值的范圍是用戶定義的，并且對(duì)應(yīng)于較大和較小閾值之間的差值。
 
   三、檢測(cè)結(jié)果相機(jī)離線仿真
                             
    四、結(jié)論
    龍睿標(biāo)準(zhǔn)視覺(jué)軟件界面友好、操作簡(jiǎn)單。它除缺陷檢測(cè)外還可以用于顏色查找、有無(wú)判斷、形態(tài)判斷、識(shí)別檢測(cè)、外觀檢測(cè)、3D在線檢測(cè)、線掃檢測(cè)、還可以定位、幾何測(cè)量、智能學(xué)習(xí)、機(jī)器人引導(dǎo)等。


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• 詞條

  詞條說(shuō)明

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