一種機(jī)器視覺實(shí)驗(yàn)平臺及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備，具體涉及一種機(jī)器視覺實(shí)驗(yàn)平臺及其應(yīng)用，屬于機(jī)器視覺教育領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]機(jī)器視覺的核心是圖像處理，近幾年，伴隨著國內(nèi)機(jī)器視覺技術(shù)發(fā)展，各行各業(yè)對采用機(jī)器視覺圖像處理設(shè)備的應(yīng)用廣泛出現(xiàn)。國內(nèi)相關(guān)大專院校、研究所和企業(yè)近兩年也積極思索、大膽嘗試，在圖像處理方面逐步開始走向工業(yè)現(xiàn)場應(yīng)用。然而，現(xiàn)有的視覺實(shí)驗(yàn)平臺一般是簡單支架，可以安裝相機(jī)，光源即可，學(xué)生或者研究人員在評估視覺樣品時(shí)，不能真實(shí)模擬工業(yè)現(xiàn)場的實(shí)際情況，用戶無法真實(shí)理解工業(yè)控制的過程，嚴(yán)重影響教學(xué)質(zhì)量或研究質(zhì)量；而且相關(guān)機(jī)器視覺實(shí)驗(yàn)平臺操作難、靈活度差，很大程度上影響了科研、教學(xué)在工業(yè)生產(chǎn)方面的模擬檢測研究。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]發(fā)明目的:本發(fā)明的第一目的是提供一種能夠全面示例、真實(shí)模擬工業(yè)場景、使用戶能夠零距離理解工業(yè)視覺的機(jī)器視覺實(shí)驗(yàn)平臺，本發(fā)明的第二目的是提供該機(jī)器視覺實(shí)驗(yàn)平臺的應(yīng)用。
[0004]技術(shù)方案:本發(fā)明所述的一種機(jī)器視覺實(shí)驗(yàn)平臺，包括用于采集樣品圖像的圖像采集系統(tǒng)，用于控制樣品運(yùn)轉(zhuǎn)到指定位置的伺服控制器，用于對伺服控制器和圖像采集系統(tǒng)分別發(fā)出控制樣品運(yùn)轉(zhuǎn)指令和圖像采集指令的PLC控制器，用于接收并處理采集到的樣品圖像的工控機(jī)，以及用于顯示工控機(jī)作出的圖像處理結(jié)果的顯示器。
[0005]本發(fā)明通過預(yù)先在PLC控制器內(nèi)設(shè)置相關(guān)程序從而對樣品進(jìn)行自動檢測，工作時(shí)，PLC控制器給伺服控制器發(fā)出控制相應(yīng)樣品運(yùn)轉(zhuǎn)的指令，伺服控制器控制待檢樣品轉(zhuǎn)動至指定位置，同時(shí)PLC控制器給圖像采集系統(tǒng)發(fā)出圖像采集指令，圖像采集系統(tǒng)采集樣品圖像，并將該采集得的圖像傳輸至工控機(jī)，由工控機(jī)進(jìn)行計(jì)算處理，并將計(jì)算結(jié)果傳輸至顯示器，學(xué)生或研究人員可以根據(jù)顯示器顯示的計(jì)算結(jié)果了解工業(yè)現(xiàn)場的真實(shí)情況。
[0006]其中，上述顯示器包括用于手動輸入信號的操作窗口，顯示器將手動輸入的信號傳輸至工控機(jī)，并由工控機(jī)將該信號傳輸至PLC控制器。此時(shí)可通過手動模式檢測樣品，在操作窗口手動輸入信號，該信號經(jīng)顯不器傳輸至工控機(jī)、并由工控機(jī)傳輸至PLC控制器，PLC控制器接收信號后發(fā)出相應(yīng)的控制樣品運(yùn)轉(zhuǎn)指令和圖像采集指令，由圖像采集系統(tǒng)采集樣品圖像并將圖像傳遞至工控機(jī)，工控機(jī)計(jì)算后將結(jié)果傳輸至顯示器顯示。
[0007]優(yōu)選的，上述顯示器為觸摸屏顯示器?？梢酝ㄟ^觸摸屏選擇預(yù)檢測的樣品按鈕，選擇信號經(jīng)由顯示器、工控機(jī)傳輸至PLC控制器。
[0008]上述圖像采集系統(tǒng)包括相機(jī)、相機(jī)固定座、光源以及光源固定座。相機(jī)在光源的輔助下進(jìn)行圖像采集，可根據(jù)實(shí)際情況通過相機(jī)固定座、光源固定座相應(yīng)調(diào)整相機(jī)和光源的位置，以便更完整、精確地完成圖像采集。
[0009]本發(fā)明所述的機(jī)器視覺實(shí)驗(yàn)平臺的應(yīng)用，包括將機(jī)器視覺平臺用于二維碼識別、顏色識別、瑕疵檢測、字符識別、螺紋有無、芯片引腳缺陷及其他圖像處理實(shí)例。這些示例廣泛應(yīng)用于電子、汽車、制藥、印刷、煙草、日化、建材、紙幣、包裝等行業(yè)。
[0010]有益效果:與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0011](1)本發(fā)明的整個(gè)平臺硬件選型以工業(yè)設(shè)備為參考，PLC、伺服、圖像采集等都是根據(jù)工業(yè)組合方式布局，能夠真實(shí)模擬工業(yè)現(xiàn)場的實(shí)驗(yàn)平臺，同時(shí)，平臺的圖像處理、PLC控制程序都是根據(jù)工業(yè)條件進(jìn)行設(shè)計(jì)，使得用戶能夠零距離貼近工業(yè)視覺；
[0012](2)本發(fā)明支持多種運(yùn)行方式，可自動檢測，也可手動選擇檢測，方便高效地根據(jù)實(shí)際情況處理，同時(shí)通過伺服控制器控制能夠?qū)崿F(xiàn)樣品的恒速、連續(xù)、單步運(yùn)行；
[0013](3)用戶可以根據(jù)需要，自主組合光源相機(jī)，根據(jù)實(shí)際需要完整、精確地采集樣品圖像；
[0014](4)本發(fā)明的機(jī)器視覺實(shí)驗(yàn)平臺可提供多種典型的圖像處理示例，包括二維碼識另IJ、顏色識別、瑕疵檢測、字符識別、螺紋有無、芯片引腳缺陷等，這些示例廣泛應(yīng)用于電子、汽車、制藥、印刷、煙草、日化、建材、紙幣、包裝等行業(yè)，能夠一攬子展現(xiàn)工業(yè)視覺應(yīng)用；而且，平臺上的人性化的示例界面，讓用戶輕松理解、學(xué)習(xí)示例，掌握視覺檢測的主要方法，并加以應(yīng)用到實(shí)際項(xiàng)目中；能夠培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力，拓寬知識面，提升學(xué)生的就業(yè)能力。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明的機(jī)器視覺實(shí)驗(yàn)平臺的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2為本發(fā)明的機(jī)器視覺實(shí)驗(yàn)平臺的工作流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步說明。
[0018]如圖1所示，本發(fā)明的一種機(jī)器視覺實(shí)驗(yàn)平臺，包括圖像采集系統(tǒng)1、伺服控制器
4、PLC控制器2、工控機(jī)3以及顯示器5。
[0019]圖像采集系統(tǒng)1用于采集樣品圖像，可包括相機(jī)、相機(jī)固定座、光源以及光源固定座，相機(jī)在光源的輔助下進(jìn)行圖像采集，相機(jī)固定座、光源固定座可用于調(diào)整相機(jī)和光源的位置，用戶也可以根據(jù)需要，自主組合光源相機(jī)，以便更完整、精確地完成圖像采集。
[0020]伺服控制器4用于控制樣品，使樣品恒速、連續(xù)、單步運(yùn)行到指定位置，指定位置是指能夠被圖像采集系統(tǒng)1捕捉、完成樣品圖像采集的位置。
[0021]PLC控制器2內(nèi)預(yù)設(shè)控制程序，包括使伺服控制器4控制樣品運(yùn)轉(zhuǎn)的控制程序以及使圖像采集系統(tǒng)1采集圖像的控制程序，伺服控制器4接收PLC控制器2發(fā)出的控制指令后，控制樣品運(yùn)轉(zhuǎn)；圖像采集系統(tǒng)1接收PLC控制器2發(fā)出的控制指令后，對樣品圖像進(jìn)行采集。工控機(jī)3用于接收圖像采集系統(tǒng)1采集的樣品圖像并進(jìn)行處理。
[0022]顯示器5用于顯示工控機(jī)3做出的圖像處理結(jié)果。顯示器5可包括用于手動輸入信號的操作窗口，顯示器5將手動輸入的信號傳輸至工控機(jī)3，并由工控機(jī)3將該信號傳輸至PLC控制器2。顯示器5可為觸摸屏顯示器，可以通過觸摸屏選擇預(yù)檢測的樣品按鈕，選擇信號經(jīng)由顯示器5、工控機(jī)3傳輸至PLC控制器2。
[0023]本發(fā)明的整個(gè)平臺硬件選型以工業(yè)設(shè)備為參考，PLC控制器2、伺服控制器4、圖像采集系統(tǒng)1等都是根據(jù)工業(yè)組合方式布局，能夠真實(shí)模擬工業(yè)現(xiàn)場的實(shí)驗(yàn)平臺，同時(shí)，平臺的圖像處理、PLC控制程序都是根據(jù)工業(yè)條件進(jìn)行設(shè)計(jì)，使得用戶能夠零距離貼近工業(yè)視覺。
[0024]如圖2所示，本發(fā)明支持多種運(yùn)行方式，可自動檢測樣品，也可手動選擇檢測樣品。自動檢測時(shí)，PLC控制器2給伺服控制器4發(fā)出控制相應(yīng)樣品運(yùn)轉(zhuǎn)的指令，伺服控制器4控制待檢樣品轉(zhuǎn)動至指定位置，同時(shí)PLC控制器2給圖像采集系統(tǒng)1發(fā)出圖像采集指令，圖像采集系統(tǒng)1采集樣品圖像，并將該采集得的圖像傳輸至工控機(jī)3，由工控機(jī)3進(jìn)行計(jì)算處理，并將計(jì)算結(jié)果傳輸至顯示器5，學(xué)生或研究人員可以根據(jù)顯示器5顯示的計(jì)算結(jié)果了解工業(yè)現(xiàn)場的真實(shí)情況。
[0025]手動檢測時(shí)，通過手動模式檢測樣品，在操作窗口手動輸入信號，該信號經(jīng)顯示器5傳輸至工控機(jī)3、并由工控機(jī)3傳輸至PLC控制器2，PLC控制器2接收信號后發(fā)出相應(yīng)的控制樣品運(yùn)轉(zhuǎn)指令和圖像采集指令，由圖像采集系統(tǒng)1采集樣品圖像并將圖像傳遞至工控機(jī)3，工控機(jī)3計(jì)算后將結(jié)果傳輸至顯示器5顯示。
[0026]本發(fā)明的機(jī)器視覺實(shí)驗(yàn)平臺的應(yīng)用，包括將機(jī)器視覺平臺用于二維碼識別、顏色識別、瑕疵檢測、字符識別、螺紋有無、芯片引腳缺陷等圖像處理實(shí)例。這些示例廣泛應(yīng)用于電子、汽車、制藥、印刷、煙草、日化、建材、紙幣、包裝等行業(yè)，能夠一攬子展現(xiàn)工業(yè)視覺應(yīng)用；而且，平臺上的人性化的示例界面，讓用戶輕松理解、學(xué)習(xí)示例，掌握視覺檢測的主要方法，并加以應(yīng)用到實(shí)際項(xiàng)目中；能夠培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力，拓寬知識面，提升學(xué)生的就業(yè)能力。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種機(jī)器視覺實(shí)驗(yàn)平臺，其特征在于，包括用于采集樣品圖像的圖像采集系統(tǒng)(1)，用于控制樣品運(yùn)轉(zhuǎn)到指定位置的伺服控制器(4)，用于對伺服控制器(4)和圖像采集系統(tǒng)(1)分別發(fā)出控制樣品運(yùn)轉(zhuǎn)指令和圖像采集指令的PLC控制器(2)，用于接收并處理采集到的樣品圖像的工控機(jī)(3)，以及用于顯示工控機(jī)(3)作出的圖像處理結(jié)果的顯示器(5)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器視覺實(shí)驗(yàn)平臺，其特征在于，所述顯示器(5)包括用于手動輸入信號的操作窗口，所述顯示器(5)將手動輸入的信號傳輸至所述工控機(jī)(3)，并由所述工控機(jī)(3)將該信號傳輸至所述PLC控制器(2)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的機(jī)器視覺實(shí)驗(yàn)平臺，其特征在于，所述顯示器(5)為觸摸屏顯示器。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器視覺實(shí)驗(yàn)平臺，其特征在于，所述圖像采集系統(tǒng)(1)包括相機(jī)、相機(jī)固定座、光源以及光源固定座。5.一種權(quán)利要求1所述的機(jī)器視覺實(shí)驗(yàn)平臺的應(yīng)用，其特征在于，包括將所述機(jī)器視覺平臺用于二維碼識別、顏色識別、瑕疵檢測、字符識別、螺紋有無、芯片引腳缺陷以及其他圖像處理實(shí)例。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種機(jī)器視覺實(shí)驗(yàn)平臺及其應(yīng)用，該機(jī)器視覺實(shí)驗(yàn)平臺包括用于采集樣品圖像的圖像采集系統(tǒng)，用于控制樣品運(yùn)轉(zhuǎn)到指定位置的伺服控制器，用于對伺服控制器和圖像采集系統(tǒng)分別發(fā)出控制樣品運(yùn)轉(zhuǎn)指令和圖像采集指令的PLC控制器，用于接收并處理采集到的樣品圖像的工控機(jī)，以及用于顯示工控機(jī)作出的圖像處理結(jié)果的顯示器。本發(fā)明的能夠真實(shí)模擬工業(yè)現(xiàn)場的實(shí)驗(yàn)平臺，使得用戶能夠零距離貼近工業(yè)視覺。該機(jī)器視覺實(shí)驗(yàn)平臺的能夠用于包括二維碼識別、顏色識別、瑕疵檢測、字符識別、螺紋有無、芯片引腳缺陷等圖像處理實(shí)例，平臺上的人性化的示例界面，讓用戶輕松理解、學(xué)習(xí)示例，掌握視覺檢測的主要方法，并加以應(yīng)用到實(shí)際項(xiàng)目中。
【IPC分類】G09B25/02, G03B17/56, H04N5/232, H04N7/18
【公開號】CN105338322
【申請?zhí)枴緾N201510802505
【發(fā)明人】陳衛(wèi)
【申請人】無錫港灣網(wǎng)絡(luò)科技有限公司
【公開日】2016年2月17日
【申請日】2015年11月19日