在過去幾年裡,使用機器視覺做為關鍵元件的運動控制系統漸漸普及。越來越多工程師和科學家發現,結合目前的機器視覺和運動控制技術,可以在解決困難的應用問題時提供許多優勢。軟體及硬體技術方面的進步亦有助於推動這種趨勢,拜它們所賜,結合運動控制和機器視覺的系統更加容易實現,成本也較低。在設計這一類的系統時,應該留意目前的技術進步、方法,以及設計用來幫助佈署系統的工具。
在建立視覺導引運動控制系統時,有幾件事情要考慮。首先要考慮的事情之一就是要如何設定系統。就拿一個在行動電話上加上蓋子的視覺導引運動系統而言,電話每次的位置和方向未必都相同。為了讓它容易操作,可以把行動電話放在一個X-Y-Theta平台上,用來同時修正位置及方向。在此可以使用視覺來定位蓋子,並測量需要進行多大的動作,才能正確地放置蓋子及改變其走向。在建立這一類系統時,必須考慮多項問題,包括視覺如何與運動通訊,以便正確地將零件移到位置上。要讓運動和視覺元件之間能夠進行通訊,需要使用一種校準方式。如(圖一)所示,在校準視覺導引運動系統時,必須考慮幾個步驟如下。
- (1)應該排除影像系統中的任何扭曲現象,它們可能導致運動控制系統解讀的距離不正確;
- (2)必須將影像中測得的距離(通常以像素為單位)與在平台或馬達上測得的距離(例如幾步或計數)建立關聯;
- (3)最後,必須將視覺座標系統與運動控制系統建立關聯,以修正兩個座標系統之間的任何誤差。
要從影像中的距離轉換成運動控制系統中的距離,視多項參數而定,包括攝影機與被移動之物體之間的距離,以及透鏡類型。在攝影機上使用不同的縮放程度,會從攝影機的角度改變物體的大小,結果對該物體進行的測量都會和移動攝影機之前獲得的測量結果不同。圖一為簡單的視覺及運動系統流程顯示圖。
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