Современная оптика заставила изменить представление о назначении приборов, построенных на ее принципах. Ныне разработка оптических приборов не ограничивается проектированием и конструированием лишь классических устройств, служащих для пассивного восприятия. Сегодня оптика активно используется наукой, производством и медициной для решения сложнейших задач сверхточного измерения, воздействия на неорганические материалы и органические ткани.
Машинное зрение – очередная веха в развитии оптики
Благодаря новейшим технологиям, современной науке удалось решить проблему создания камер, схожих по строению с человеческим глазом, что послужило основой разработки систем машинного (называемого также – техническим) зрения. Они позволяют путем уменьшения негативного воздействия человеческого фактора значительно оптимизировать производственные процессы, распознавать объекты, контролировать качество продукции. Сегодня они востребованы многими областями науки и промышленности.
Наиболее полно преимущества машинного зрения проявилось в следующих областях:
- измерениях по бесконтактным методикам;
- дефектоскопии;
- выборочном, а также полном контроле качества;
- испытаниях неразрушающими исследуемый объект методами.
Улавливая невидимые для человеческого глаза отклонения микронных размеров, дефекты, датчики и видеокамеры, входящие в структуру технического зрения, позволяют быстро и с высокой точностью проверить сотни деталей.
Состав устройства технического зрения
Типовое устройство машинного зрения имеет в своем составе следующие компоненты:
- камеры технического зрения – одну или же, по необходимости, – несколько (могут быть черно-белыми, цветными);
- высокочувствительные датчики;
- подсветку с использованием светодиодов, люминесцентных или галогенных ламп, других источников света;
- контроллер — современный компьютер со специально разработанным программным предустановленным обеспечением;
- синхронизирующие работу элементов устройства.
Принцип функционирования
Принцип работы устройства машинного зрения основан на сборе специальными видеокамерами с высокочувствительными датчиками информации, передаваемой затем на контроллер. Благодаря специальной программе с заранее установленным алгоритмом, здесь проверяется соответствие конкретных показателей исследуемого объекта с заданными параметрами. В случае отклонения показателей образца от эталона подается сигнал об его отбраковке.
Эффективность работы технического зрения предопределяется во многом качеством измерительных камер, соответствием их параметров высоким требованиям к линейности характеристик, возможностью дистанционного управления их характеристиками (коэффициентом усиления, временем экспозиции, уровнем черного и др.).
В ряде случаев к камерам технического зрения предъявляются условия минимизации их размеров (например, при измерении параметров технологических процессов на ограниченных площадях) или же необходимости выполнения в реальном времени скоростных вычислений, что подразумевает наличие в них собственного процессора. То есть, измерительные камеры не могут быть универсальными, что предъявляет особые требования к качеству разработки этих оптических приборов – важных элементов систем машинного зрения.
