Matlab生产自动化实验系统机器视觉单元设计+CAD图纸(4)
Gigabit Ethernet 的接口则使用了网络连接协议Ethernet，可以把带宽全部分配给相机而不用跟其他设备共享，这些接口都有自己的优势。彼此又有差异。在本文的系统中，选择了模拟信号接口的摄像机。该摄像机简单可靠、成本低、对大多数用途性能足够好，众多型号可供选择。采用PAL 和NTSC 制式可以输出768×576 或640×480 像素的图像这两种制式的速度分别是25 帧/秒和30 帧/秒每帧图像有两个场组成，也就是隔行扫描，信噪比在48dB 到60dB 之间信号通过7552 视频同轴线传输。
此次实验选用YHDO的YH-9628型号的工业摄像头，具体参数如下：
2.2.2 图像采集卡的选择
图像采集卡主要完成对模拟视频信号的数字化过程。摄像机对输入的景物的视频信号进行实时采集，视频信号首先经低通滤波器滤波，转换为在时间上连续的模拟信号，按照应用系统对图像分辨率的要求，用采样/保持电路对连续的视频信号在时间上进行间隔采样，把视频信号转换为离散的模拟信号，经A/D 转换后存储在图像存储单元的一个或多个信道中，通过计算机发出指令，将一帧图像静止在图像存储信道中，即采集或捕获了一帧图像，计算机对采集的图像进行处理，并将图像实时地显示到显示器上。除此之外，图像采集卡还具有对视频图像分析、处理功能，并可对摄像机进行有效的控制。
如果选用了模拟信号接的摄像机，则有必要选择一个合适的图像采集卡，一般8bit 的采集卡就足够了，可以提供256 灰度级或24bit 的彩色图像对大部分应用已经绰绰有余，图像处理速度也很快，从而可以降低计算机系统的速度要求。图像采集卡的关键是图像质量要高，因为视频信号的电压幅度是0~1V。如果图像采集卡的输入部分设计不当，会造成条纹、花彩等各种影响图像质量的结果对图像的后续处理极为不利。图像采集卡还要有便于使用的触发输入和控制输出，通过传感器发出的信号触发图像采集功能。
由此看出需要选择一个具有高速A/D、D/A 转换电路和合适的视频输出支持的图像采集卡，才能不失真地采集图像，加快图像处理速度。通过对北京大恒、加拿大MAXTROX 公司以及德国BASLER 公司生产的图像采集卡的比较，本课题选用了北京大恒公司的DH-CG410 图像采集卡。
大恒 DH-CG410 主要规格
设备种类 影像采集编辑产品
产品类型 视频采集卡
接口类型 PCI
编码方式 PAL/NTSC
视频输入格式 AV/(Y/C)/YUV
视频输出格式 AV
图像分辨率 768×576/720×576(PAL)，640×480/720×480(NTSC)
音频采样 24位
功能特效 高品质彩色、黑白图像实时采集，支持复合信号及YUV分量信号输入
大恒 DH-CG410 其他规格
随机软件 随机驱动程序
支持操作系统 WIN9X/ME/NT/2K/XP/LINUX
2.2.3 照明光源的设计
CCD 摄像机，图像采集卡是视觉系统核心的部件。除此之外，本文还利用了固定CCD 摄像机的辅助设备，系统使用的计算机为普通的个人PC。此外，在环境要求的配置上选用了比较合适的光源，一个视觉检测系统的照明是起着至关重要的作用。如下图的对比发现这其中成功的90%来自恰当的照明。
图2.2.3 不同光源的对比图
（1） 照明光源简介
光源是拍摄一幅好的图片的重要因素，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，光照微小的变化都可能引起图像的巨大变化。由于没有通用的机器视觉照明设备，所以应针对每个特定的应用实例，选择相应的照明装置，以达到最佳效果。许多工业用的机器视觉系统用可见光作为光源，这主要是因为可见光容易获得，并且便于操作。常用的几种可见光源是白帜灯、日光灯、水银灯和钠光灯。但是，这些光源的一个最大缺点是光能不能保持稳定。以日光灯为例，在使用的第一个100 小时内，光能将下降 15％，随着使用时间的增加，光能将不断下降。因此，如何使光能在一定的程度上保持稳定，是实用化过程中急需要解决的问题。另一个方面，环境光将改变这些光源照射到物体上的总光能，使输出的图像数据存在噪声。