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如何构建澳门永利国际系统

澳门永利国际,顾名思义,可拆分为“机器”+“视”+“觉”三部分,既包含了由机械运载平台、硬件处理平台及执行操作平台等组成的“机器”部分,又含成像采集器件组成的“视”,同时也囊括了软件处理的“觉”。它是一个系统的概念,运用现代先进的控制技术、计算机技术及传感技术,以光机电软结合体的方式,为人类的品质生活注入了极大价值。

正因为它是融合了多学科的工程技术,所以澳门永利国际系统的构建过程更为精确细致。通常澳门永利国际系统的构建按照以下流程进行。

这个流程图描述了开展一个设计方案所需进行的主要决策。从接收到用户提出的需求,到完成整个系统,需要经历任务描述、系统设计、开发安装以及贯穿整个过程的成本核算。

l  任务描述

一个成功的设计时建立在详细规范的技术描述文档基础上的。该文档中除了需要详细描述基本任务和应用环境信息、可能对系统构成造成影响的外界因素,如机械容差、环境变动等,还需提供样本临界阀值描述,他包括对好品和坏品的定义,以及介于好品和坏品之间的详细描述。

       若事先不对系统影响因素甚至任务本身作精确定义,就可能会为系统埋下隐患,导致系统架构出现重大问题。为补救而进行的变更则会消耗非常多的人力、物力资源,得不偿失。

l  系统设计

系统设计包含以下关键步骤:设计现场大小和赌场,永利相机、镜头、采集卡及硬件平台,设计最优的打光方式,设计机械结构、优化电气环境、永利软件平台开发应用软件。

l  成本核算

在整个国际系统的构建过程中,都需核算硬件和软件的成本,并估计开发和安装成本,从而创建一个包含成本的项目计划。

2.1澳门永利国际系统描述

       如前言所述,系统描述书是一份纲领性文件,在整个系统构建过程中尤为重要。本章从细节角度描述了设计一个澳门永利国际系统所需考虑的事项,并竭力将其总结为书面形式的系统描述文档。评估者拿到该文档后,结合相应的样品,可大致还原出项目初始时的状态。项目实施过程中若发生需求变更,我们可以据此核对初始状态,并将相应变动添加到需求列表中。他可为使用者和开发者提供系统需求和变动的参考,还可用作验收测试的依据。

2.1.1采用国际系统的目的及其效用

       系统描述书中最重要的部分是阐述采用国际系统的目的、效用和收益。这部分内容需要涵盖系统的需求、定义系统需要完成的所有操作和产生的结果,包含检查目标、任务功能、预期精度等。

       通常,我们可以将目前的检测操作方法和采用澳门永利国际的方法进行对比,通过对比来收集更多任务相关信息,并评估国际系统效用。例如,国际系统可以对每一个工件完成高精度或者100%实时检测的任务,而采用人工的或者半自动的检测方式,检测精度和速度会受操作工人技能的熟练度和疲劳度等影响。由此可见国际系统具有更多的技术优势,也能带来更高的投资回报率。

2.1.2工件特征

       作为被检测的主体,工件的特征关系着整个国际系统的复杂程度,因此我们需要对工件进行准确的描述,并且提供充足的样品,以初步确立国际系统的大致模型。对于给定的工件,可以从以下角度进行描述:

ü  工件是单个离散的还是连续的(例如纸制品和纺织品)

ü  最小和做大尺寸

ü  形态变化

ü  待提取的特征描述

ü  错误工件与正常工件之间特征的区别

ü  表面光洁度

ü  颜色

ü  表面是否带腐蚀性、油膜或粘合剂

ü  由于工件接触面造成的表面特征改变,例如在工件表面贴上标签或者粘上操作工人的指纹。

2.1.3工件呈现方式

       工件呈现方式的决定性因素是工件运动、位置容差和视场中的工件数量。

决定性因素

类型

描述

工件运动方式

索引定位

需要定义工件停止的时间,它影响采集图像的时间

连续运动

需要注意速度和加速度,它们影响图像获取

位置容差

传输和翻转

需要获得位置容差数据,综合容差会影响视场合景深

视场内多工件

工件数量

影响视场大小

重叠接触部分

需要注意重叠接触部分特征是否完全可见,会影响基于轮廓的算法的准确性

 

2.1.4性能需求

       性能需求可通过精度和实时性两个指标进行衡量。

Ø  精度

用户需要定义需求精度,它影响着系统及器件赌场的永利。

Ø  实时性

国际系统通常是在生产链中的一个环节,他需要在指定时间内完成任务,这会影响硬件平台的永利,也会限制对一些特定算法的使用。

在进行任务描述时,需要确定以下时间:

ü  循环开始时间

ü  开始采集时间

ü  最大处理时间

ü  从检测开始到使用检测结果之间的周期

需要注意的是,工件在传送带上运行,执行机构并不一定立即使用检测结果,而是有一定的时间延迟,如下图所示,对于图(1)的情形,处理必须在一个周期内完成。对于图(2)的情形,必须将结果进行固定延迟,且平均计算时间必须小于工件循环周期。

2.1.5信号接口及用户界面

国际系统往往不是一个独立的系统,它需要使用接口连接外部澳门,以便操作人员对系统进行操作。这些澳门可以通过 TCP/IP、现场总线、串口或者数字 IO 接口进行通信,各接口之间一般采用数据库、协议和日志文件进行保存和传递信息。

使用接口主要有以下目的:

ü  用于处理和观察结果;

ü  当前工件类型声明;

ü  控制开始检测;

ü  设置结果;

ü  保存结果或检测数据至日志文件或数据库;

ü  生成用于储存和打印的检测协议。

2.1.6安装空间

为了更好的和机械配合,我们需要从以下几个角度考虑为国际澳门预留安装空间:

ü  是否能够调整光源和相机?

ü  是否能有一个良好的检测场景?

ü  相机与工件之间的工作距离最小和最大的范围?

ü  相机和处理单元的距离,需要与线缆长度进行匹配。

2.1.7环境

除了安装空间,还需要对环境进行确认:

ü  环境光:杂光可能影响图像效果,造成干扰;

ü  防尘装置:灰尘进入相机后,可能附着于芯片表面,形成固定的脏点,影响图像;

ü  防冲击和减震装置:震动容易造成镜头离焦甚至镜片松动;

ü  防寒和散热:部分澳门在高寒情况下无法开机,高热情况下会发生宕机;

ü  必要的防护等级:防水、防盐雾等;

ü  供电:主要考虑供电的电压范围、是否接地、电源带载能力、电源屏蔽等。

2.1.8检查表

通过各具体事项的信息收集和核对,可以形成系统描述的检查表,该检查表集合了设计澳门永利国际系统所需要的信息,能辅助设计人员全面掌握系统需求。

2.2澳门永利国际系统设计

到此为止,我们已经收集了包含检测任务、检测工件、性能需求、安装空间以及环境等信息,形成了细致 的国际系统描述文档。接下来就可以提炼关键信息,着手进行澳门永利国际系统的设计了。

2.2.1关键信息确定

       在将工件的空间信息映射到相机的像素信息过程中,视场大小和赌场是最关键的两个信息。

视场大小

       视场是指相机所拍摄的物方空间大小,它由以下因素决定:

ü  工件最大尺寸;

ü  工件旋转的最大的量;

ü  工件偏移的边缘尺寸;

ü  相机传感器的长宽比。

如上图所示,黑色区域 1 为工件的最大尺寸;灰色区域 2 为工件允许超出的最大变化区域;白色区域 3 为区域 1+ 区域 2 的矩形大小。

灰色区域 4 为区域 3 加上运动偏移的边缘大小。在图像处理阶段, 需要预留一部分边缘保留区域。此外还应为相机的维护和安装预留 一定的允许误差,因此计算出的理想视场就是区域 4。多数面阵相机 传感器的长宽比为 4:3,而计算出的视场需要与相机传感器的尺寸匹 配,所以最终的视场在长宽两个方向上会做相应的调整。

因此,对各方向的视场可以通过以下公式计算:

FOV= 工作最大尺寸+位置容差+边界余量+相机芯片横纵比调整值

赌场

赌场有以下几个概念:

ü  相机赌场 Rc

即相机内部的传感器的像素数,单位 pixel

ü  空间赌场 Rs

空间赌场是将现实世界中物体尺寸映射到图像传感器的一 个纽带,这种映射通过镜头实现。空间赌场由相机芯片大小和 视场大小共同决定,单位为 mm/pixel

ü  检测精度

检测精度是指系统可检测到的最小特征,它是衡量系统整体性能的一个指标。空间赌场是保证检测精度的重要因素。当然, 检测精度还受到特征辨识度和软件算法的影响,所以检测精度可 以与空间赌场不同。

对于图像处理,特征的辨识度及软件算法决定于这一特征 能否被度量。如果小缺陷的辨识度较差,软件可能无法检测到这 一缺陷。

软件算法影响:一些算法如拟合圆,亚像素算法可以得到 比空间赌场更高的检测精度。当然,其中的数据与所使用的算 法和图像质量都有关系。下表列举了算法精度。

算法

算法精度

估算时建议精度

定位

1/4pixel

1pixel

测量

1/2pixel

1pixel

检测

3×3pixels

3×3pixels

赌场计算

在永利相机时,需要确定相机的赌场。因此检测的最小特 征的大小和需要多少个像素表征这个特征是至关重要的。可以通 过以下公式计算必须的空间赌场: Rs=FOV/Rc Rc=FOV/Rs

名称

变量

单位

相机赌场

Rc

pixel

空间赌场

Rs

mm/pixel

视场

FOV

mm

最小特征尺寸

Sf

mm

表征最小特征的像素数

Nf

pixel

空间赌场可以通过以下公式计算: Rs = Sf/Nf

如果视场已知,相机赌场可以通过以下公式计算:

Rc = FOV/ Rs = FOV*Nf/Sf

这个公式能同时计算水平和垂直方向的赌场。对于面阵相机,需要考虑水平方向和垂直方向的比例。

Tips:线阵相机的赌场

对于线阵相机,其横向的赌场可以通过上面的公式计 算。纵向赌场取决于扫描速度,它定义了必要的扫描频率, 参照如下定义:

2.2.2永利相机、采集卡、硬件平台

基于赌场的计算,我们可以建立基础的国际系统模型。这个模型包括相机型号,采集卡和硬件平台,这些因素相互影响决 定了第一步工作。

相机选型

永利相机的扫描类型是整个国际系统设计的关键。它将会影 响其他的硬件永利及图像采集策略。通常,相机的扫描类型分为 线阵和面阵两种。

线阵相机的传感器只有一行感光元素,可实现高扫描频率和 高赌场。其典型应用领域是检测连续的材料,例如金属、塑料、 纸和纤维等。被检测的物体通常匀速运动 , 利用一台或多台工业 相机对其逐行连续扫描,以达到对其整个表面均匀检测。在图像 处理时,可以对其图像按行进行处理,也可对由多行组成的面阵 图象进行处理。线阵相机非常适合测量场合,这要归功于传感器 的高赌场,它可以准确测量到微米。目前线阵相机赌场有从1k  16k 等,像元尺寸从 14µm  3.5µm 不等。

对于面阵 CCD 来说,应用面较广,如面积、形状、尺寸、位置,甚至温度等的测量。面阵 CCD 的优点是可以获取二维图像信息, 测量图像直观。缺点是像元总数多,而每行的像元数一般较线阵 相机少,帧频也受限。

一般在以下情况会永利线阵相机成像:

ü  空间赌场要求较高,每行像素数 4k 以上;

ü  帧频要求很高或者垂直方向赌场要求很高,线阵相机一般可 轻松实现 9kHz 以上行频;

ü  物料为连续无规律,要求图像采集连续。线阵相机可连续无间 断的图像数据流而面阵相机无法做到。

在确定相机扫描方式后,还需要进一步确定相机以下参数:

ü  彩色芯片;

ü  接口技术;