机器视觉空瓶检测案例设计
机器视觉是利用光电成像系统采集被控目标的图像，经计算机或专用的图像处理模块进行数字处理，根据图像的像素分布、亮度和颜色等信息，进行尺寸、形状、颜色等的识别。这样，就把计算机的快速性、可重复性，与人眼视觉的高度智能化和抽象能力相结合，大大提高了生产的柔性和自动化程度。
2 机器视觉空瓶检测系统
附图是基于pc的机器视觉系统在啤酒生产线上空瓶检测系统中的应用。该系统主要由相机、镜头、光源、图像采集卡、pc平台和控制单元等六部分组成，各个部分之间相互配合，最终完成对酒瓶的质量检测和剔除。下面以附图为例，对各个组成部分的功能和选型进行介绍。
在选择相机时，主要有以下几个方面的问题要考虑：
（1） 相机的扫描方式：相机按照扫描方式可以分为面扫描和线扫描相机。
线扫描相机是指对物体进行行扫描的相机，线扫描相机又可分为隔行扫描和逐行扫描。线扫描相机适用于以下情况：对固定的物体做一维的测量；对象物体处于运动状态；需处理可旋转圆柱体的边缘图像；需要对象物体的高分辨率图像，而又要考虑价格因素等。线扫描相机的特点是运动平稳、速度跟踪精度高、光源强度要求高。目前，线扫描相机的分辨率已经达到几千线，检测速率也达到60桢/秒甚至更高。
面扫描相机一次只能拍摄一副图像。由于面扫描相机的自身局限性，使其不适于动态目标连续无遗漏的高精度检测。但是，针对其工作原理，采用以下技术：选用桢传送或行间传送ccd；采用高速快门（电子快门）；采用单场技术；选用高频光源等，是完全可以进行动态图像的实时采集的，完全可以满足工业在线检测的要求。
（2）相机的颜色：工业相机按颜色可以分为黑白和彩色相机。其中，黑白相机比彩色相机的分辨率高，而且数据采集速度快。随着相机制造技术的不断发展，现在，彩色相机也越来越多的得到了应用。这是因为过去的彩色相机系统要由三台相机组成，这三台相机分别对应r（红色）、g（绿色）、b（蓝色）波长，而现在则出现了单ccd彩色相机。彩色相机可以提供更强的观察和区别能力，因此在医学、生物学以及一些工业过程控制方面发挥了重要作用。
（3）相机的输出接口形式：相机输出接口形式有rs422、rs644、usb、ieee1394以及cameralink等，在选择图像处理卡时应注意其是否支持所选用相机的输出形式。
2.2 镜头
镜头的几个主要参数有：成像面，ccd感光片尺寸，焦距，视野，物距，景深和视角选择镜头时应考虑以下几个因素：
（1）镜头的成像面与所用的ccd相机是否匹配。成像面与镜头本身的设计及生产有关。成像应该是越大越好。可是有些厂家的镜头由于设计或生产上达不到技术要求，成像面会较小。
（2）确定镜头的焦距、物距和视野（这个主要是依据实际的工作或安装环境来确定）。这几个参数关系是：焦距越小，视角越大，最小物距越短，视野越大。以最常用的三种镜头（50mm，25mm，16mm）为例：50mm的镜头焦距是最大的，所以50mm镜头的视角就最小，而视野就最小，最小物距却是最远的；25mm的镜头焦距次之；16mm的镜头焦距则是最小的，所以16mm镜头的视角就最大，而视野也就最大，最小物距是最近的。
2.3 光源
光源是影响机器视觉系统输入的重要因素，因为它直接影响输入数据的质量和至少30％的应用效果。由于被检测物体的颜色、材质、折射率等特性的千差万别，就必须根据每个特定的应用实例，选择相应的照明装置，以达到最佳的效果。光源按其照射方式可分为背向照明、前向照明、结构光和频闪光照明等。背向照明是被测物放在光源和摄像机之间，其优点是能获得高对比度的图像；前向照明是光源和摄像机位于被测物的同侧， 这种方式便于安装；结构光照明是将光栅或线光源等投射到被测物上，根据它们所产生的畸变， 解调出被测物的三维信息；频闪光照明是将高频率的光脉冲照射到物体上， 照相机拍摄要求与光源同步，这样能有效地拍摄高速运动物体的图像。有卤素灯、荧光灯和led 光源等， 其主要性能的比较见附表。
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