機器視覺是什麼 威視康

「Module與PC Base」「CCD與CMOS」「機器視覺的架構與應用範圍」項目進行 ... 而在產業升級的現在，大量被使用來協助人力進行產品的外觀品質檢查、 ... 快速聯絡窗口：+8862-8809-3200 網站地圖 部落格 專家專欄 01三月2019 點擊數:7586 機器視覺是什麼│威視康 什麼是機器視覺？機器視覺有哪些應用？ 本篇文章重點介紹「什麼是機器視覺？」「Module與PCBase」「CCD與CMOS」「機器視覺的架構與應用範圍」項目進行概述。

        機器視覺系統，可以說是工業自動化設備的靈魂之窗。

在工業自動化領域，用來協助人力進行取放及搬移，自動化設備的左右手，我們稱之為機器手臂，機器手臂與機器視覺的搭配，已廣泛運用於製造業。

  而在產業升級的現在，大量被使用來協助人力進行產品的外觀品質檢查、生產履歷追朔，可謂自動化的靈魂之窗，就讓我們稱它為「機器眼」。

我們最常聽到的機器視覺系統問題，不外乎歸類為以下4項：   一、什麼是機器視覺？簡單的說，機器視覺是利用視覺感測儀器（如工業相機），搭配影像辨識軟體進行檢測的設備。

  二、機器視覺能做什麼？生產線搭配機器視覺進行優化升級，能夠及時的在生產過程中進行定位、檢查、量測、識別，確保產品從零件到組裝都是正確，藉此優化品質，降低成本。

傳統的生產線，品質把關都會放在最後的成品檢驗，不良品也只能在最後階段發現，造成大量的重工人力及物料成本。

優化後的生產線，不僅能夠消除瑕疵產品，提高生產品質，更能夠有效減少客戶投訴，這對於產線主管來說，無疑是至關重要的把關。

三、機器視覺的應用範圍？ 定位：協助機械手臂取放料件、組裝對位應用；伺服運動機台精準定位，如面板精準貼合、點膠位置精準定位、曝光蝕刻精準定位等應用。

檢查：產品表面缺陷、髒汙、外觀不良、零件方向等應用。

量測：精準、快速的非接觸式量測，如組裝位置量測、加工尺寸量測等應用。

識別：透過顏色、形狀或元件特徵進行產品識別；讀取文字、1D條碼或2D條碼，以進行生產履歷追溯、控制物流、搜集基本資料。

四、機器視覺的架構？機器視覺系統的主要架構包含： 運算主機 影像擷取卡 工業相機 照明 顯示器（HMI） 輸出輸入 檢測的目標物，透過輔助照明強化特徵，經由相機拍照，進入影像擷取微處理器，影像進入到影像系統後，進行影像前處理，強化特徵，搭配視覺演算法進行影像分析後，將結果透過輸出介面顯示，並通報上位系統進行後續的排除等動作。

    機器視覺，現階段分為兩大派系：Module視覺系統以及PCBase Module系統： 擁有高度整合的硬體及軟體，影像擷取輸入及訊號輸入輸出，影像分析演算法、設定介面、操作介面及結果顯示，都已有預規劃好的框架。

因此，模組化系統在硬體的相容性及穩定性，都已經過長時間規劃以及測試後才發行，使用者僅需要針對視覺應用再次編程使用，即可因應工廠自動化的突發性、立即性需求，短時間內快速整合上線。

  PCBase： 硬體部分需要選配影像擷取卡、訊號輸出輸入介面卡、運算用工業主機；軟體部分，影像分析驗算法可選用軟體公司開發的付費軟體，或是使用公開的免費函式庫去做修改；結果顯示，操作介面，每個環節都需要客製化選擇及高度的再次開發整合，並測試相容性及穩定性，雖然開發時間長，但是優點在於可以針對使用者的需求做完全的客製化。

  Module系統與PCBase各有優缺點，模組化系統可以快速的整合應用，能夠因應工廠自動化快速的需求變動，在既有的平台上進行快速整合開發，但在使用上，需依循既有的模組去做使用及開發，顯示及操作上無法完全的客製化，但能提供高度的穩定性。

PCBase的開發時間比較長、需要大量高技術含量的開發人力之外，在操作介面及功能皆能夠針對使用者的需求，做完全的客製化，適合使用於長生命週期量產型的設備。

    CMOS的設計中，每個畫素旁都有獨立的放大器：ADC（放大兼類比數位信號轉換器），訊號直接放大並轉換成數位資料輸出。

由於CMOS每個感光二極體旁都搭配一個ADC放大器，以百萬畫素來看，那麼就需要百萬個以上的ADC放大器，每個放大器在製程上都會有些微的差異，很難有同步放大的效果。

  CCD的設計為單一放大器，曝光後會進行畫素轉移處理，將每一行中每一個畫素的電荷信號依序傳入緩衝器中，再由線路導引輸出至放大器進行放大，再串聯ADC輸出。

CMOS的影像電荷驅動方式為主動式，感光二極體所產生的電荷會直接由旁邊的電晶體做放大輸出。

    CMOS的影像電荷驅動方式為主動式，感光二極體所產生的電荷會直接由旁邊的電晶體做放大輸出，耗電量低。

 CCD的影像電荷驅動方式為被動式，必須外加電壓，讓每個畫素中的電荷移動至傳輸通道，耗電量較高。

  CCD是ChargeCoupledDevice的縮寫，感光耦合元件。

CMOS是ComplementaryMetal-OxideSemiconductor的縮寫，互補性氧化金屬半導體。

  CCD和CMOS，兩者都是利用矽感光二極體（photodiode）進行光電轉換，進入的光線越強，所產生的電力就越強，再透過類比數位信號轉換器，轉換為電子數位資訊。

一、CCD與CMOS影像雜訊比較：CMOS每個感光二極體旁都搭配一個ADC放大器，每個放大器在製程上都會有些微的差異，很難有同步放大的效果，雜訊較多。

CCD為單一放大器，成像品質相較於CMOS來說，雜訊相對較低。

二、CCD與CMOS感光度比較：在相同尺寸大小之感光器尺寸，CMOS的感光度會低於CCD。

三、CCD與CMOS耗電量比較：CMOS的影像電荷驅動方式為主動式，感光二極體所產生的電荷會直接由旁邊的電晶體做放大輸出，耗電量低。

CCD的影像電荷驅動方式為被動式，必須外加電壓，讓每個畫素中的電荷移動至傳輸通道，耗電量較高。

四、CCD與CMOS製造成本比較：CMOS具有低成本、低耗電以及高整合度的特性。

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