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　　智能相機(jī)一般由圖像采集單元、圖像處理單元、圖像處理軟件、網(wǎng)絡(luò)通信裝置等構(gòu)成,如附圖所示,各部分的功能如下：
　　1、圖像采集單元
　　在智能相機(jī)中,圖像采集單元相當(dāng)于普通意義上的CCD/CMOS相機(jī)和圖像采集卡。它將光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換為模擬/數(shù)字圖像,并輸出至圖像處理單元。
　　2、圖像處理單元
　　圖像處理單元類似于圖像采集/處理卡。它可對(duì)圖像采集單元的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的存儲(chǔ),并在圖像處理軟件的支持下進(jìn)行圖像處理。
　　3、圖像處理軟件
　　圖像處理軟件主要在圖像處理單元硬件環(huán)境的支持下,完成圖像處理功能。如幾何邊緣的提取、Blob、灰度直方圖、OCV/OVR、簡(jiǎn)單的定位和搜索等。在智能相機(jī)中,以上算法都封裝成固定的模塊,用戶可直接應(yīng)用而無需編程。
　　4、網(wǎng)絡(luò)通信裝置
　　網(wǎng)絡(luò)通信裝置的智能相機(jī)的重要組成部分,主要完成控制信息、圖像數(shù)據(jù)的通信任務(wù)。智能相機(jī)一般均內(nèi)置以太網(wǎng)通信裝置,并支持多種標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)和總線協(xié)議,從而使多臺(tái)智能相機(jī)構(gòu)成更大的機(jī)器視覺系統(tǒng)。

　　智能相機(jī)與基于PC的視覺系統(tǒng)在功能和技術(shù)上差別主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
　　1、體積比較
　　智能相機(jī)與普通相機(jī)的體積相當(dāng),易于安裝在生產(chǎn)線和各種設(shè)備上,便于裝卸和移動(dòng);而基于PC的視覺系統(tǒng)一般由由光源、CCD或CMOS相機(jī)、圖像采集卡、圖像處理軟件以及PC機(jī)構(gòu)成,其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積相對(duì)龐大。
　　2、硬件比較
　　從硬件角度比較,智能相機(jī)集成了圖像采集單元、圖像處理單元、圖像處理軟件、網(wǎng)絡(luò)通信裝置等,經(jīng)過專業(yè)人員進(jìn)行可靠性設(shè)計(jì),其效率及穩(wěn)定性都較高。同時(shí),由于其硬件電路均已固定,缺少了設(shè)計(jì)的靈活性;基于PC的視覺系統(tǒng)主要由相機(jī)、采集/處理卡及PC機(jī)組成。由于用戶可根據(jù)需要選擇不同類型的產(chǎn)品,因此,其設(shè)計(jì)靈活性較大。同時(shí),當(dāng)產(chǎn)品來自于不同的生產(chǎn)廠家時(shí),這種設(shè)計(jì)的靈活性可能會(huì)帶來部件之間不兼容性或可靠性下降等問題。
　　3、軟件比較
　　從某程度上來說,智能相機(jī)是一種比較通用的機(jī)器視覺產(chǎn)品,它主要解決的是工業(yè)領(lǐng)域的常規(guī)檢測(cè)和識(shí)別應(yīng)用,其軟件功能具有一定的通用性。由于智能相機(jī)已固化了成熟的機(jī)器視覺算法,用戶無需編程,就可實(shí)現(xiàn)有/無判斷、表面/缺陷檢查、尺寸測(cè)量、邊緣提取、Blob、灰度直方圖、OCR/OCV、條碼閱讀等功能�；�于PC的視覺系統(tǒng)的軟件一般完全或部分由用戶直接開發(fā),用戶可針對(duì)特定應(yīng)用開發(fā)適合自己的專用算法。另一方面,由于用戶的軟件研發(fā)水平及硬件支持的不同,導(dǎo)致由不同用戶開發(fā)的同一種應(yīng)用系統(tǒng)的差異較大。

　　由于智能相機(jī)具有體積小、多功能、方便易用等特點(diǎn),在多種領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景,這也正是越來越多的相機(jī)和板卡制造商都在開發(fā)Smart Camera系統(tǒng)的主要原因。在可以預(yù)見的將來,Smart Camera將呈現(xiàn)以下的發(fā)展趨勢(shì):
　　1、接口的標(biāo)準(zhǔn)化
　　由于在工業(yè)控制領(lǐng)域存在著大量通信需求,因此,智能相機(jī)的接口將支持越來越多的通用協(xié)議,包括SMTP、FTP、DHCP、DNS、TCP/IP客戶服務(wù)器、Telnet等。
　　2、系統(tǒng)模塊化
　　將光源,電源,控制模塊甚至一些傳感器集成到整個(gè)系統(tǒng)的軟硬件中,這樣使應(yīng)用起來更加方便,系統(tǒng)的穩(wěn)定性也更高。
　　3、專業(yè)化
　　開發(fā)商們傾向于開發(fā)出適用于某些行業(yè)、某些特定應(yīng)用的智能相機(jī)。由于這些行業(yè)的企業(yè)較多比,市場(chǎng)容量也比較大。另外某些工序的檢測(cè)內(nèi)容比較固定,可以通過較少的硬件和軟件算法來構(gòu)成系統(tǒng),這樣既可以達(dá)到很高的效率又可以使成本降低。
　　4、大面陣和高速化
　　在許多工業(yè)檢測(cè)應(yīng)用中,要求相機(jī)具有較高的分辨率和幀速,以滿足對(duì)微小尺寸物體及運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的檢測(cè)要求。因此,大面陣和高速化也將成為智能相機(jī)的發(fā)展發(fā)向之一。半導(dǎo)體技術(shù)及CCD技術(shù)的飛速發(fā)展,為實(shí)現(xiàn)智能相機(jī)的大面陣和高速化提供了技術(shù)基礎(chǔ)。

　　購(gòu)買一臺(tái)視覺相機(jī),必須要問清楚10個(gè)問題:
　　1、對(duì)于一臺(tái)零件定位工具,什么是重要的？如何評(píng)定其性能？
　　零件定位工具是在視覺相機(jī)的視場(chǎng)中找到零件的軟件工具。這是典型的視覺應(yīng)用的第一步,從最簡(jiǎn)單的機(jī)器人抓取操作到最復(fù)雜的裝配確定任務(wù),它往往是判斷應(yīng)用成功與否的關(guān)鍵。
　　在當(dāng)今的生產(chǎn)環(huán)境中,零件定位對(duì)視覺相機(jī)提出了挑戰(zhàn)。這是因?yàn)闂l件變化將會(huì)使視覺相機(jī)視場(chǎng)中零件出現(xiàn)的路線發(fā)生的變化,視覺相機(jī)將被訓(xùn)練,旨在通過零件圖像的參考或模型去識(shí)別零件。這些條件變化包括:
　　·零件旋轉(zhuǎn);
　　·光學(xué)測(cè)量裝置的變化;
　　·光照條件的不一致;
　　·零件外觀的正常變化。
　　2、內(nèi)置網(wǎng)絡(luò)通信裝置扮演什么樣的角色,我應(yīng)關(guān)注什么性能？
　　網(wǎng)絡(luò)通信提供了大量的重要性能:
　　·它使得視覺相機(jī)快速將通過/失敗結(jié)果數(shù)據(jù)傳送至PC;
　　·它使得視覺相機(jī)可與PLC、機(jī)器人、和其他自動(dòng)化裝置進(jìn)行通信;
　　為了在視覺相機(jī)、PC之間建立企業(yè)級(jí)的通信連接,請(qǐng)確認(rèn)你所評(píng)估的視覺相機(jī)支持較寬范圍內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,包括:SMTP、FTP、DHCP、DNS、TCP/IP客戶服務(wù)器、Telnet。
　　為了連接視覺相機(jī)和諸如PLC、機(jī)器人等自動(dòng)化裝置,請(qǐng)選擇支持以下工業(yè)協(xié)議的視覺相機(jī):
　　·EtherNet/IP——這一協(xié)議使得視覺相機(jī)可通過單以太網(wǎng)電纜與PLC和其他裝置相連,而無需復(fù)雜的線路配置和昂貴的網(wǎng)關(guān)。
　　·ModBus/TCP——另一網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,允許直接通過以太網(wǎng)與其他設(shè)備連接。
　　最終,當(dāng)越來越多的視覺相機(jī)應(yīng)用于生產(chǎn)過程時(shí),通過一種集中的方式進(jìn)行管理變得十分重要,請(qǐng)確認(rèn)您所評(píng)估的視覺相機(jī)是否允許您通過網(wǎng)絡(luò)管理和控制視覺行為。
　　3、您的視覺相機(jī)是否易于建立應(yīng)用,并產(chǎn)生用戶圖形界面?
　　視覺應(yīng)用并不常需要集線器管理接口(HMI),但操作者經(jīng)常要對(duì)視覺相機(jī)進(jìn)行調(diào)整,從而在零件變化時(shí)進(jìn)行修改,改變公差參數(shù)和判斷零件故障點(diǎn)。
　　在您配置系統(tǒng)時(shí),機(jī)器視覺相機(jī)應(yīng)允許您產(chǎn)生一個(gè)用戶圖形界面。請(qǐng)確認(rèn)您所評(píng)估的視覺相機(jī)具有這一功能,而無需您利用VB或其他高級(jí)語(yǔ)言進(jìn)行開發(fā)。
　　4、在讀和檢驗(yàn)性能中,應(yīng)該尋找什么？
　　您是否正在讀生產(chǎn)線上零件的文字?jǐn)?shù)字碼,或驗(yàn)證藥瓶上的數(shù)據(jù)和大量的編碼信息。在評(píng)估讀和檢驗(yàn)性能時(shí),它們是需要尋找的特性,包括:
　　·統(tǒng)計(jì)字體訓(xùn)練 這一特性允許您從一系列圖像中產(chǎn)生一個(gè)模型或參考圖像。這使得視覺相機(jī)能夠更好的處理它可能遇到的印刷物質(zhì)量的正常變化,如低對(duì)比度、位置變化、退化或筆劃寬度的變化。除非您可以肯定將要打印的每一標(biāo)簽都具有高質(zhì)量,否則這一開發(fā)靜態(tài)模型的能力對(duì)于應(yīng)用系統(tǒng)的成功將是非常重要的。
　　·圖像預(yù)處理工具 它允許您通過邊緣對(duì)比度增強(qiáng)和濾除圖像中的背景噪聲優(yōu)化被訓(xùn)練的模型,優(yōu)化后模型提高了視覺相機(jī)的可靠性和可重復(fù)性。關(guān)于圖像預(yù)處理的更多信息請(qǐng)參閱問題(6)。
　　·瞬間圖像回放 這使得操作者和技術(shù)人員可快速而容易地從監(jiān)視器中看到故障圖像。無論故障圖像是相機(jī)偏離了位置、還是標(biāo)簽缺失而引起的,重要的是要立即知道為什么會(huì)出故障,并在必要時(shí)采取補(bǔ)救措施。
　　5、怎樣確定視覺相機(jī)測(cè)量工具的可重復(fù)性？
　　如果您的應(yīng)用是空間尺寸測(cè)量,您一定想確信測(cè)量工具不僅精確,而且具有很的可重復(fù)性。為了測(cè)定可重復(fù)性,視覺相機(jī)最好完全適用于測(cè)量工具。無論您是測(cè)量?jī)蓷l線間的距離,或在三點(diǎn)間產(chǎn)生一個(gè)圓,優(yōu)良的工具設(shè)置使您無需對(duì)標(biāo)準(zhǔn)配置中沒有的函數(shù)進(jìn)行編程定義。
　　6、相機(jī)是否具有足夠的圖像預(yù)處理功能？
　　圖像預(yù)處理工具允許用戶對(duì)原始圖像進(jìn)行操作,以突出需要的特征,消除不需要特征。
　　這一特性是視覺相機(jī)所有特性中的關(guān)鍵,應(yīng)被列入標(biāo)準(zhǔn)配置。具有預(yù)處理工具的相機(jī)為您提供如下功能:
　　·在目標(biāo)邊緣和背景間提高對(duì)比度;
　　·濾出圖像中無關(guān)的或無意義的特征;
　　·消除已被從零件表面脫落的反射;
　　·圖像中粗糙紋理的平滑處理。
　　具備優(yōu)化原始圖像數(shù)據(jù)的能力后,視覺相機(jī)的精確度和耐用性得到了提高。
　　7、如何評(píng)估工業(yè)條碼讀取工具,需要什么性能？
　　當(dāng)今的視覺相機(jī)應(yīng)在退化、不規(guī)則的二維條碼,或零件與零件間的位置變化上應(yīng)具有可靠的、可重復(fù)的性能。無論零件采用什么類型的標(biāo)記方法,標(biāo)記在什么類型的介質(zhì)表面,它們都應(yīng)具有較高的性能。按照條形碼讀取特性選擇視覺相機(jī),您可能想了解以下問題:
　　·編碼質(zhì)量確認(rèn)能力 尋找能夠檢驗(yàn)編碼質(zhì)量的產(chǎn)品,以建立標(biāo)準(zhǔn)。這可提供關(guān)于標(biāo)記過程工作情況的有價(jià)值的信息。
　　·讀取速率 依照生產(chǎn)線速度和生產(chǎn)需求,您可能需要檢驗(yàn)一個(gè)視覺相機(jī)的讀取速率。當(dāng)今最快的視覺相機(jī)每秒大約可讀50個(gè)編碼。
　　·圖像預(yù)處理工具 它允許您通過編碼的邊緣對(duì)比度增強(qiáng)和濾除圖像中的背景噪聲來優(yōu)化已被訓(xùn)練的模型。優(yōu)化后的模型使視覺相機(jī)的可靠性和可重復(fù)性最大化。關(guān)于圖像的預(yù)處理請(qǐng)參閱問題(6)。
　　·圖像預(yù)處理工具 它允許您通過邊緣對(duì)比度增強(qiáng)和濾除圖像中的背景噪聲優(yōu)化被訓(xùn)練的模型,優(yōu)化后模型提高了視覺相機(jī)的可靠性和可重復(fù)性。關(guān)于圖像預(yù)處理的更多信息請(qǐng)參閱問題(6)。
　　·瞬間圖像回放 這使得操作者和技術(shù)人員可快速而容易地從監(jiān)視器中看到故障圖像。無論故障圖像是相機(jī)偏離了位置、還是標(biāo)簽缺失而引起的,重要的是要立即知道為什么會(huì)出故障,并在必要時(shí)采取補(bǔ)救措施。
　　8、視覺相機(jī)需要PC嗎？
　　在配置和生產(chǎn)中,標(biāo)準(zhǔn)的視覺相機(jī)無需PC。視覺相機(jī)應(yīng)提供真正的即插即用特性,使您可以快速配置應(yīng)用系統(tǒng)。重要的是, 視覺相機(jī)無需您在廠內(nèi)設(shè)置計(jì)算機(jī)。最終,一個(gè)獨(dú)立的視覺相機(jī)使您無需PC就可從監(jiān)視器中看到活動(dòng)圖像。
　　9、關(guān)于視覺相機(jī)的附件,您應(yīng)該了解什么？
　　為了確保您的系統(tǒng)集成過程快速而有效,請(qǐng)選擇與視覺相機(jī)同系列的兼容附件。銷售商會(huì)對(duì)每一附件進(jìn)行測(cè)試,以確認(rèn)每一部件可以同時(shí)進(jìn)行運(yùn)行,而不會(huì)出現(xiàn)故障。以下為附件列表:
　　·照明附件 機(jī)器視覺銷售商應(yīng)提供多種不同的照明選擇,因?yàn)闄C(jī)器視覺系統(tǒng)將會(huì)面臨許多不同的零件表面特性類型和環(huán)境照明條件。一個(gè)全面的照明模塊系列應(yīng)包括環(huán)形光源模塊,它提供柔和的光線,即使從各個(gè)方向照射;背光模塊,提供零件與背景間的最大對(duì)比度;暗場(chǎng)光源,提供低角度照明,用于不規(guī)則零件表面的成像。
　　·通信附件 確保提供了通信外圍設(shè)備,如I/O模塊、網(wǎng)關(guān)模塊,它使得視覺相機(jī)和快速而容易地與PLC、機(jī)器人、其他自動(dòng)化裝置及網(wǎng)絡(luò)相連。
　　·監(jiān)視器 一些銷售商提供與相機(jī)兼容的顯示器。當(dāng)選擇顯示器時(shí),最好選用具用抗暈效果防護(hù)的LCD顯示器。
　　·相機(jī)外殼 工業(yè)相機(jī)外殼用于防塵、防高溫、防雨。同時(shí),它應(yīng)容易安裝, 并適用多種尺寸和類型的相機(jī)鏡頭。
　　10、提供什么類型的技術(shù)支持？
　　當(dāng)評(píng)估一臺(tái)視覺相機(jī)時(shí),很重要的一點(diǎn)是選擇一家可提供較寬范圍內(nèi)的產(chǎn)品支持和培訓(xùn)報(bào)務(wù)的銷售商。這些服務(wù)應(yīng)開始于最初的應(yīng)用評(píng)估,幾個(gè)重要的問題是:
　　·銷售代表是否是一個(gè)全時(shí)的機(jī)器視覺專家？
　　·應(yīng)用評(píng)估的程序如何？評(píng)估人是誰？
　　·銷售商是否花費(fèi)必要的工程資源使您的應(yīng)用合格,或由您自己支出？
　　·一旦選擇,您將得到什么樣的產(chǎn)品支持以確保安裝成功？
　　·所選擇的銷售商是否提供多種培訓(xùn)選擇,如:在線自助(“self-help”)支持、在線課程、世界范圍內(nèi)的技術(shù)支持及個(gè)性化的現(xiàn)場(chǎng)培訓(xùn)。
　　·所選擇的銷售商是否具有跟蹤記錄和財(cái)政穩(wěn)定性,以長(zhǎng)期維持其視覺解決方案供應(yīng)商的角色。