龍睿是由深圳市視覺(jué)龍科技有限公司自主研發(fā)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
1、硬件解決方案：
A、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)用照明的作用第一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)生最大的對(duì)比度，從而易于特征的區(qū)分，第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，更重要的是紅色LED的波長(zhǎng)更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。
B、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（鏡頭的最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)。
C、鏡頭的選型
>>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)。
>>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。
>>鏡頭的最大兼容芯片尺寸
機(jī)器視覺(jué)鏡頭的最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。
>>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和其他更大尺寸的接口類型。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。
>>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、最大兼容芯片尺寸為2/3的定焦鏡頭。
2、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。
A、斑塊分析工具：
>>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。
>>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。
>>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)
>>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)于最大和最小閾值之間的差值。
三、檢測(cè)結(jié)果相機(jī)離線仿真
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。
