機(jī)器視覺介紹

1、 1主講人：電 話：郵 箱： 2自動(dòng)化設(shè)備汽車工業(yè)消費(fèi)品電子產(chǎn)品食品飲料/包裝醫(yī)藥行業(yè)機(jī)器視覺機(jī)器視覺處理速度快檢測(cè)精度高非接觸測(cè)量 3工業(yè)相機(jī)用于獲取圖像傳感器選擇傳感器結(jié)構(gòu)輸出信號(hào)CCDCMOS面陣相機(jī)線陣相機(jī)數(shù)字相機(jī)模擬相機(jī)圖像黑白相機(jī)彩色相機(jī) USB(USB2.0/USB3.0)IEEE 1394（Firewire）GigECameraLink模擬信號(hào)（BNC、S端子）：需要圖像采集卡(PAL、NTSC等)。 USBIEEE 1394GigECameraLink特點(diǎn)易用，價(jià)格低標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，易用，價(jià)格低，CPU占用最低標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，易用，價(jià)格低，傳輸距離遠(yuǎn)帶寬高，抗干擾能力強(qiáng)，需采集卡速率/距

2、離38MB/S，5M32-64MB/S 10M100MB/S 100M680MB/S，10M相機(jī)個(gè)數(shù)12763無限制1PAL25幀/秒，625線/場(chǎng)720X576NTSC30幀/秒，525線/場(chǎng)720X480 CCDCMOSCCD：感光元件將光強(qiáng)轉(zhuǎn)為電荷，形成電荷包，在后驅(qū)脈沖作用下轉(zhuǎn)移、放大輸出圖像信號(hào)。CMOS：將光敏感陣列、圖像信號(hào)放大器、信號(hào)讀取電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、控制器集成在一塊芯片上，還具有局部像素隨機(jī)訪問的優(yōu)點(diǎn)。 CCD和CMOS優(yōu)缺點(diǎn)抑噪能力強(qiáng)、靈敏度高、圖像還原度高，低電壓、低功耗高度集成、傳輸速度快、動(dòng)態(tài)AOI、適用高分辨率、高速場(chǎng)合相對(duì)于CMOS耗電量大、工藝復(fù)雜、成本高

3、抗干擾能力差，成像還原度差于CCD CCDCMOS 面面陣陣相機(jī)相機(jī)感光單元按二維陣列排列每次拍攝對(duì)一個(gè)面進(jìn)行曝光成像傳感器的結(jié)構(gòu)特性線陣線陣相機(jī)相機(jī)感光單元排列是一維的每次曝光僅是一條線成像，隨著物體和攝像機(jī)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，相機(jī)連續(xù)曝光形成一幅二維圖像，適用于目標(biāo)物體幅面較大或缺陷尺寸微小的場(chǎng)合 傳感器尺寸水平分辨率垂直分辨率尺寸通常以有效面積或?qū)蔷€尺寸（英寸）表示1相機(jī)分辨率=水平分辨率X垂直分辨率1 1 對(duì)角線12/31/1.81/21/2.71/31/4有效面積12.89.68.86.67.185.326.44.85.273.964.83.63.62.7分辨率65949478258210

4、347791392104016281236n 很顯然，單個(gè)像素面積越小，單位面積內(nèi)的像素?cái)?shù)量就越多，攝像機(jī)的分辨率就越高，但是，隨著像素面積的縮小，每個(gè)像素能夠儲(chǔ)存的電荷數(shù)量也隨之減少，造成相機(jī)動(dòng)態(tài)范圍和感光度降低。n因此，在分辨率允許的情況下，選擇像素尺寸大的相機(jī)會(huì)有較大的動(dòng)態(tài)范圍和較高的感光度，但是隨之而來產(chǎn)生的噪聲也會(huì)加大。 像素時(shí)鐘：CCD中像素輸出的節(jié)拍； 最大行頻：線陣相機(jī)每秒鐘能夠輸出的最大行數(shù)； 最大幀率：面陣相機(jī)每秒鐘能夠采集并輸出的最大幀數(shù)；像素時(shí)鐘越高最大行頻或者幀率越高，但是噪聲也會(huì)加大，影響低照度環(huán)境下的性能 相機(jī)水平分辨率=拍攝視野水平尺寸/檢測(cè)精度相機(jī)垂直分辨率=

5、拍攝視野垂直尺寸/檢測(cè)精度一般來講，分辨率越高幀率越小 u 鏡頭的作用：集聚光線，使成像單元能獲取清晰的影像結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生銳利的圖像。u 調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)主要是光圈調(diào)節(jié)環(huán)和調(diào)焦環(huán)，接口主要由常見的C口、CS口。 u 焦距u 物距（工作距離）u 視野（視場(chǎng)范圍）u 視場(chǎng)角u 相對(duì)孔徑u 光圈數(shù) u 焦距：鏡頭光學(xué)后主點(diǎn)到焦點(diǎn)的距離。u 由上圖可以看出焦距越長(zhǎng)成像也就越大。u 常用的工業(yè)鏡頭：5mm，8mm，12mm，25mm，35mm， 50mm，75mm等等。 u 光圈：鏡頭中可以改變中間孔大小的機(jī)械裝置。u 圖像的成像照度與光圈的直徑D的平方成正比，于鏡頭的焦距成反比，D/f被稱為鏡頭的相對(duì)通光孔徑，他

6、的倒數(shù)f/D就被成為光圈數(shù)，也叫F數(shù)，如果鏡頭的相對(duì)孔徑是1:2，那么他的光圈就是F2.0；u 相對(duì)孔徑越小，則光圈數(shù)越大，在單位時(shí)間內(nèi)的通光量也越大。 u 當(dāng)鏡頭聚集于被測(cè)物表面時(shí)，同一表面上的都能在CCD上清晰成像，這一表面前后一定范圍內(nèi)的景物也能清晰的成像，這個(gè)縱深范圍就被稱為景深。u拍攝距離越遠(yuǎn)，景深越大，焦距越長(zhǎng)，景深越小，光圈越大，景深越小。 )2arctan(fdw u 當(dāng)f一定時(shí)，市場(chǎng)角越大成像也就越大，當(dāng)d一定時(shí)，焦距越長(zhǎng)，視場(chǎng)角就越少。 u光學(xué)鏡頭都是針對(duì)一定波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光波工作，自物面發(fā)出的光波，在此波長(zhǎng)范圍內(nèi)的，能夠通過鏡頭在像面上成一清晰像，而且能量衰減較??；而在此范

7、圍外的光波，則難以校正像差，成像質(zhì)量差，分辨率低，而且能量衰減很大，甚至被光學(xué)介質(zhì)材料所吸收，完全不能通過鏡頭。 定義：鏡頭在單位毫米內(nèi)能夠分辨開的黑白相同的條紋對(duì)數(shù)。FfD22. 1/22. 1分辨率為1/2d，單位為lp/mm (線對(duì)/毫米)FN22. 111理想鏡頭的分辨率完全由相對(duì)孔徑所決定，相對(duì)孔徑越大，F(xiàn)越小，分辨率就越高。 鏡頭一般用于聚集光線，讓足夠多的光線能夠收斂聚焦到投影點(diǎn)上，這就必須使用大面積且彎曲的透鏡，透鏡可以聚集足夠多的光線到某一點(diǎn)上，使圖像的生成更加迅速，但是其代價(jià)就是引入畸變 。解決辦法： 1、采用攝像機(jī)標(biāo)定； 2、采用遠(yuǎn)心鏡頭； )(/*)()(/*)(hei

8、ghtCCDsensorWDheightFOVfwidthCCDsensorWDwidthFOVf 作用：以合適的方式將光線投射到被測(cè)物上，突出待測(cè)特征部分的對(duì)比度。性能白熾燈氙燈LED光源壽命（kh）5-7約1-360-100響應(yīng)速度慢慢快亮度較亮亮可調(diào)特性發(fā)熱嚴(yán)重、壽命短、易老化、能量轉(zhuǎn)換率低價(jià)格便宜、照明面積大、光譜分布不均勻、壽命短壽命長(zhǎng)、相應(yīng)速度快、幾乎無老化、功耗小、發(fā)熱小 作用：去除照明產(chǎn)生的泛光 光線控制薄膜：將散射光轉(zhuǎn)為 平行光。 條形光：常用語45度角正向照明，是一種尺寸檢測(cè)，外觀檢測(cè)經(jīng)常用的一種照明方式 同軸光：照明更加均勻，提高機(jī)器視覺檢測(cè)的準(zhǔn)確性和重現(xiàn)性。 環(huán)形光：直接照射，是一種低成本，易于集成的解決方案。 背光源：均勻度高，厚度較薄，完美呈現(xiàn)被測(cè)物的輪廓。 線性光源：高