機器視覺系統(tǒng)選型教材課件

1、機器視覺系統(tǒng)選型教材2022/7/28機器視覺系統(tǒng)選型教材主要內(nèi)容機器視覺概要機器視覺硬件基礎(chǔ)知識介紹鏡頭選型指南CCD選型指南光源選型指南機器視覺系統(tǒng)選型教材第一講：機器視覺概述及國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀機器視覺（Machine Vision）的引入機器視覺的概念和相關(guān)技術(shù)的關(guān)系機器視覺的主要應(yīng)用（行業(yè)、技術(shù)分類）機器視覺在國際上的發(fā)展（美日歐）機器視覺的技術(shù)范圍技術(shù)層次，軟、硬件分類，相關(guān)技術(shù)機器視覺的產(chǎn)業(yè)鏈和從業(yè)者格局第一節(jié) 機器視覺概述第一節(jié) 機器視覺綜述機器視覺系統(tǒng)選型教材第一講：機器視覺概述及國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀一、機器視覺的引入自動化和電腦技術(shù)是機器視覺進入工業(yè)生產(chǎn)線的關(guān)鍵要素自動化技術(shù)的發(fā)展史

2、是機器逐步取代人工的歷史傳感與控制是自動化的主要分支；人類大腦、四肢、感官和神經(jīng)分別可以對應(yīng)CPU、運動控制、傳感器和網(wǎng)絡(luò)。人類視覺是最后幾個被取代的器官之一在很多情況下人類視覺越發(fā)不能滿足要求高速、高精、超視、微距，客觀、無疲勞、環(huán)境限制等。第一節(jié) 機器視覺概述機器視覺培訓(xùn)系列教程（基礎(chǔ)入門培訓(xùn)）機器視覺系統(tǒng)選型教材第一講：機器視覺概述及國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀二、機器視覺的概念和相關(guān)技術(shù)的關(guān)系機器視覺的通俗定義權(quán)威機構(gòu)怎么說？機器視覺的本質(zhì)、特征本質(zhì)特征機器視覺關(guān)聯(lián)技術(shù)圖像處理模式識別和辨識其他第一節(jié) 機器視覺概述機器視覺系統(tǒng)選型教材傳統(tǒng)機器視覺系統(tǒng)基本構(gòu)成待測目標(biāo)CCD相機鏡 頭燈源圖像采集卡電腦

3、系統(tǒng)PCI地址總線燈源控制信號相機控制信號及電源模擬圖像信號數(shù)字圖像信號第一節(jié) 機器視覺概述第一講：機器視覺概述及國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀機器視覺系統(tǒng)選型教材三、機器視覺的主要應(yīng)用領(lǐng)域機器視覺應(yīng)用分類測量檢測定位識別第一講：機器視覺概述及國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀第一節(jié) 機器視覺概述機器視覺培訓(xùn)系列教程（基礎(chǔ)入門培訓(xùn)）機器視覺系統(tǒng)選型教材三、機器視覺的主要應(yīng)用領(lǐng)域機器視覺應(yīng)用分類測量（如長度測量）第一講：機器視覺概述及國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀第一節(jié) 機器視覺概述機器視覺系統(tǒng)選型教材三、機器視覺的主要應(yīng)用領(lǐng)域機器視覺應(yīng)用分類測量（如角度測量）第一講：機器視覺概述及國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀第一節(jié) 機器視覺概述機器視覺系統(tǒng)選型教材三、機器視

4、覺的主要應(yīng)用領(lǐng)域機器視覺應(yīng)用分類測量（如圓弧及半徑測量）第一講：機器視覺概述及國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀第一節(jié) 機器視覺概述機器視覺系統(tǒng)選型教材三、機器視覺的主要應(yīng)用領(lǐng)域機器視覺應(yīng)用分類檢測（如有無檢測）(郵包)第一講：機器視覺概述及國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀第一節(jié) 機器視覺概述機器視覺系統(tǒng)選型教材三、機器視覺的主要應(yīng)用領(lǐng)域機器視覺應(yīng)用分類檢測（如殘次品檢測）第一講：機器視覺概述及國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀第一節(jié) 機器視覺概述機器視覺系統(tǒng)選型教材三、機器視覺的主要應(yīng)用領(lǐng)域機器視覺應(yīng)用分類檢測（如數(shù)字統(tǒng)計）第一講：機器視覺概述及國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀第一節(jié) 機器視覺概述機器視覺系統(tǒng)選型教材三、機器視覺的主要應(yīng)用領(lǐng)域機器視覺應(yīng)用分類檢測（瑕

5、疵檢測）第一講：機器視覺概述及國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀第一節(jié) 機器視覺概述機器視覺系統(tǒng)選型教材機器視覺應(yīng)用分類定位三、機器視覺的主要應(yīng)用領(lǐng)域第一講：機器視覺概述及國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀第一節(jié) 機器視覺概述機器視覺系統(tǒng)選型教材機器視覺應(yīng)用分類定位三、機器視覺的主要應(yīng)用領(lǐng)域第一講：機器視覺概述及國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀第一節(jié) 機器視覺概述機器視覺系統(tǒng)選型教材三、機器視覺的主要應(yīng)用領(lǐng)域機器視覺應(yīng)用分類識別（如讀碼）第一講：機器視覺概述及國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀第一節(jié) 機器視覺概述機器視覺系統(tǒng)選型教材三、機器視覺的主要應(yīng)用領(lǐng)域機器視覺應(yīng)用分類識別（如OCR/OCV）第一講：機器視覺概述及國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀第一節(jié) 機器視覺概述機器視覺系統(tǒng)選型教

6、材機器視覺應(yīng)用分類識別（如顏色識別）三、機器視覺的主要應(yīng)用領(lǐng)域第一講：機器視覺概述及國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀第一節(jié) 機器視覺概述機器視覺培訓(xùn)系列教程（基礎(chǔ)入門培訓(xùn)）機器視覺系統(tǒng)選型教材三、機器視覺的主要應(yīng)用領(lǐng)域機器視覺適用的生產(chǎn)環(huán)節(jié)分類原料、加工組裝、測試、包裝使用、監(jiān)控第一講：機器視覺概述及國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀第一節(jié) 機器視覺概述機器視覺系統(tǒng)選型教材塑料/薄膜食品 & 飲品汽車日用品光纖產(chǎn)品三、機器視覺的主要應(yīng)用領(lǐng)域半導(dǎo)體紙張冶金航空航天通用生產(chǎn)電子醫(yī)學(xué)設(shè)備紡織藥品第一講：機器視覺概述及國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀第一節(jié) 機器視覺概述機器視覺系統(tǒng)選型教材四、機器視覺的國際發(fā)展現(xiàn)狀（美日歐） 機器視覺在國際上的發(fā)展階段，總

7、的規(guī)模各國的主要市場、規(guī)模和發(fā)展趨勢各國主要的供應(yīng)商相關(guān)組織和機構(gòu)國際機器視覺公司的中國策略和做法第一講：機器視覺概述及國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀第一節(jié) 機器視覺概述機器視覺系統(tǒng)選型教材五、機器視覺的技術(shù)范圍技術(shù)層次底層基礎(chǔ)元件和材料圖像和視覺核心算法視覺硬件和系統(tǒng)（含照明）軟件開發(fā)環(huán)境系統(tǒng)流程取像 = 分析 = 結(jié)果輸出部件與系統(tǒng)軟、硬件照明、光學(xué)元件、鏡頭、相機、圖像采集卡工具軟件智能相機相關(guān)技術(shù)：運動控制、機器人、通訊第一講：機器視覺概述及國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀第一節(jié) 機器視覺概述機器視覺系統(tǒng)選型教材第一講：機器視覺概述及國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀機器視覺的主要技術(shù)趨勢和市場趨勢機器視覺在中國的發(fā)展概述中國市場的競爭者

8、及其產(chǎn)業(yè)鏈分析本土供應(yīng)商的現(xiàn)狀以及生存策略本土供應(yīng)商面臨的機會和威脅用戶獲得的價值第二節(jié) 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀第二節(jié) 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀機器視覺系統(tǒng)選型教材六、機器視覺的產(chǎn)業(yè)鏈和從業(yè)者格局機器視覺的產(chǎn)業(yè)鏈基礎(chǔ)原創(chuàng)技術(shù)提供者；軟、硬件部件或子系統(tǒng)開發(fā)者；系統(tǒng)集成商或方案提供者；代理商、零售商；OEM設(shè)備、整機開發(fā)者；外圍技術(shù)合作伙伴；協(xié)會、媒體和政府機構(gòu)；最終用戶；培訓(xùn)、咨詢、安裝維護等服務(wù)提供者。第一講：機器視覺概述及國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀第二節(jié) 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀機器視覺系統(tǒng)選型教材六、機器視覺的產(chǎn)業(yè)鏈和從業(yè)者格局機器視覺產(chǎn)業(yè)鏈（直接利益者）廠家最終用戶代理商OEM客戶系統(tǒng)集成商第一講：機器視覺概述及國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)

9、狀第二節(jié) 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀機器視覺系統(tǒng)選型教材六、機器視覺的產(chǎn)業(yè)鏈和從業(yè)者格局中國機器視覺產(chǎn)業(yè)鏈的缺失廠家最終用戶OEM客戶系統(tǒng)集成商第一講：機器視覺概述及國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀第二節(jié) 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀機器視覺系統(tǒng)選型教材七、機器視覺的主要技術(shù)趨勢和市場趨勢機器視覺的技術(shù)趨勢高速化、高分辨率、彩色低功耗、智能化、模塊化、傻瓜化先進數(shù)字網(wǎng)絡(luò)特殊應(yīng)用機器視覺的市場趨勢價格下降、使用方便，向中低端應(yīng)用擴展性能提高、可靠性提高，解決復(fù)雜高端問題行業(yè)應(yīng)用增加分工細化，利潤在產(chǎn)業(yè)鏈中的重新分配與相關(guān)技術(shù)結(jié)合更加緊密第一講：機器視覺概述及國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀第二節(jié) 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀機器視覺系統(tǒng)選型教材八、機器視覺在中國的發(fā)展概

10、述機器視覺在中國的幾個階段概念導(dǎo)入培育從業(yè)者樹立樣板、教育市場視覺從業(yè)者快速膨脹行業(yè)應(yīng)用開始加速機器視覺在中國未來幾年的展望開始形成商業(yè)模式本土供應(yīng)商的成長市場較快形成一定規(guī)模中國特色應(yīng)用第一講：機器視覺概述及國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀第二節(jié) 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀機器視覺系統(tǒng)選型教材九、中國市場的競爭者及其產(chǎn)業(yè)鏈分析國際供應(yīng)商高端視覺供應(yīng)商中低端視覺供應(yīng)商光學(xué)元件供應(yīng)商照明以及附件供應(yīng)商國際供應(yīng)商的市場策略本地化舉措本土供應(yīng)商板卡、智能相機開發(fā)軟件開發(fā)系統(tǒng)開發(fā)應(yīng)用集成代理分銷生存戰(zhàn)略第一講：機器視覺概述及國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀第二節(jié) 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀機器視覺系統(tǒng)選型教材十、本土供應(yīng)商面臨的機會和威脅主要機會：市場快速發(fā)展

11、市場快速發(fā)展，且層次豐富技術(shù)逐漸成熟到可接受水平價格優(yōu)勢明顯服務(wù)優(yōu)勢主要威脅：我們來得及嗎？品牌方面的劣勢，建立客戶信任需要時間成本進口產(chǎn)品大量進入，生命周期縮短，利潤下降外企本地化加速，成本下降，響應(yīng)加快研發(fā)積累方面的差距，創(chuàng)新或領(lǐng)先困難自身資源和能力制約第一講：機器視覺概述及國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀第二節(jié) 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀機器視覺系統(tǒng)選型教材十一、用戶期望獲得價值更有行業(yè)針對性的解決方案更加行業(yè)專業(yè)化的經(jīng)驗積累更好的性價比更廣泛的產(chǎn)品配置方案更緊密的合作伙伴關(guān)系更有效地提高客戶自身產(chǎn)品的競爭力第一講：機器視覺概述及國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀第二節(jié) 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀機器視覺系統(tǒng)選型教材機器視覺硬件基礎(chǔ)知識第二講機器視

12、覺培訓(xùn)系列教程機器視覺系統(tǒng)選型教材第二講：機器視覺中的圖像采集技術(shù)硬件基礎(chǔ)知識基本概念分類成像原理及參數(shù)間關(guān)系第一節(jié) 工業(yè)鏡頭第一節(jié) 工業(yè)鏡頭內(nèi)容提要機器視覺系統(tǒng)選型教材第二講：機器視覺中的圖像采集技術(shù)硬件基礎(chǔ)知識一、鏡頭基本概念(1)成象面工作距離（WD）景深（DOV）視野（FOV）后焦面距離第一節(jié) 工業(yè)鏡頭機器視覺系統(tǒng)選型教材第二講：機器視覺中的圖像采集技術(shù)硬件基礎(chǔ)知識一、鏡頭基本概念（2） 視野 (FOV) 圖象采集設(shè)備所能夠覆蓋的范圍，它可以是在監(jiān)視器上可以見到的范圍，也可以使設(shè)備所輸出的數(shù)字圖象所能覆蓋的最大范圍.最大/最小工作距離（Work Distance）從物鏡到被檢測物體的距

13、離的范圍，小于最小工作距離大于最大工作距離系統(tǒng)均不能正確成像.景深（Depth Of Field）在某個調(diào)焦位置上，景深內(nèi)的物體都可以清晰成像。景深可以用45度傾角的目標(biāo)進行標(biāo)定。一般情況下，只要清晰度能滿足要求就可以了。第一節(jié) 工業(yè)鏡頭機器視覺系統(tǒng)選型教材第二講：機器視覺中的圖像采集技術(shù)硬件基礎(chǔ)知識一、鏡頭基本概念（3）畸變 幾何畸變指的是由于鏡頭方面的原因?qū)е碌膱D象范圍內(nèi)不同位置上的放大率存在的差異。幾何畸變主要包括徑向畸變和切向畸變。如枕形或桶形失真。第一節(jié) 工業(yè)鏡頭機器視覺系統(tǒng)選型教材第二講：機器視覺中的圖像采集技術(shù)硬件基礎(chǔ)知識一、鏡頭基本概念（4）鏡頭接口C-MOUNT鏡頭的標(biāo)準(zhǔn)接口

14、之一，鏡頭的接口螺紋參數(shù)： 公稱直徑：1“ 螺距：32牙CSMount是CMount的一個變種，區(qū)別僅僅在于鏡頭定位面到圖像傳感器光敏面的距離的不同，CMount 是17.5mm，CSMount是12.5mm。C/CS能夠匹配的最大的圖象傳感器的尺寸不超過1“。第一節(jié) 工業(yè)鏡頭機器視覺系統(tǒng)選型教材第二講：機器視覺中的圖像采集技術(shù)硬件基礎(chǔ)知識一、鏡頭基本概念（5）成像面 可以在鏡頭的像面上清晰成像的物方平面光圈（F值）/相對孔徑光圈是一個用來控制鏡頭通光量裝置，它通常是在鏡頭內(nèi)，表達光圈大小。用F值來表示，如f1.4，f2，f2.8 etc. 相對孔徑是鏡頭入瞳直徑與焦距的比值，與光圈的F值是倒

15、數(shù)關(guān)系。焦距焦距是像方主面到像方焦點的距離。如16mm, 25mm第一節(jié) 工業(yè)鏡頭機器視覺系統(tǒng)選型教材第二講：機器視覺中的圖像采集技術(shù)硬件基礎(chǔ)知識一、鏡頭基本概念（6）分辨率測量系統(tǒng)能夠重現(xiàn)的最小的細節(jié)的尺寸常常用每毫米線對來表示，也就是根據(jù)這個鏡頭能夠分辨一毫米內(nèi)多少對直線。選擇鏡頭的時候必須注意廠商給出的分辨率的定義方式。lp/mm (line pair per mm) lp/mm是表征分辨率的最簡單的指標(biāo)，但不是最佳指標(biāo)，最佳的指標(biāo)是鏡頭的調(diào)制傳遞函數(shù)MTF。第一節(jié) 工業(yè)鏡頭機器視覺系統(tǒng)選型教材第二講：機器視覺中的圖像采集技術(shù)硬件基礎(chǔ)知識一、鏡頭基本概念（7）鏡頭的調(diào)制傳遞函數(shù)MTF第一

16、節(jié) 工業(yè)鏡頭機器視覺系統(tǒng)選型教材第二講：機器視覺中的圖像采集技術(shù)硬件基礎(chǔ)知識一、鏡頭基本概念（8）鏡頭的調(diào)制傳遞函數(shù)MTF第一節(jié) 工業(yè)鏡頭機器視覺系統(tǒng)選型教材第二講：機器視覺中的圖像采集技術(shù)硬件基礎(chǔ)知識一、鏡頭基本概念（9）鏡頭的調(diào)制傳遞函數(shù)MTFMTF能夠同時表征系統(tǒng)重現(xiàn)物方空間的幾何和灰度細節(jié)能力，是衡量成像系統(tǒng)性能的最佳方式。對于一個實際的成像系統(tǒng)，細節(jié)密集地方的對比度要小于細節(jié)稀疏位置的對比度成像系統(tǒng)中的每個環(huán)節(jié)都對系統(tǒng)最終的MTF產(chǎn)生影像，包括濾色片，鏡頭，圖象傳感器，后期處理電路等等。第一節(jié) 工業(yè)鏡頭機器視覺系統(tǒng)選型教材第二講：機器視覺中的圖像采集技術(shù)硬件基礎(chǔ)知識一、鏡頭基本概念（

17、10）系統(tǒng)的調(diào)制傳遞函數(shù)MTF第一節(jié) 工業(yè)鏡頭機器視覺系統(tǒng)選型教材第二講：機器視覺中的圖像采集技術(shù)硬件基礎(chǔ)知識二、鏡頭的分類（1）按照等效焦距分為廣角鏡頭 等效焦距小于標(biāo)準(zhǔn)鏡頭（等效焦距為50mm）的鏡頭。特點是最小工作距離短，景深大，視角大。常常表現(xiàn)為桶形畸變。中焦距鏡頭 焦距介于廣角鏡頭和長焦鏡頭之間的鏡頭。通常情況下畸變校正較好。長焦距鏡頭 等效焦距超過200mm的鏡頭。工作距離長，放大比大，畸變常常表現(xiàn)為枕形狀畸變。等效焦距計算方法： 實際焦距43mm 鏡頭成像圓的直徑第一節(jié) 工業(yè)鏡頭機器視覺系統(tǒng)選型教材第二講：機器視覺中的圖像采集技術(shù)硬件基礎(chǔ)知識二、鏡頭的分類（2）按照功能分變焦距鏡

18、頭 鏡頭的焦距可以調(diào)節(jié)，鏡頭的視角，視野可變定焦距鏡頭 鏡頭的焦距不能調(diào)節(jié)，鏡頭視角固定。聚焦位置和光圈可以調(diào)節(jié)定光圈鏡頭 光圈不能調(diào)節(jié)，通常情況下聚焦也不能調(diào)節(jié)。第一節(jié) 工業(yè)鏡頭機器視覺系統(tǒng)選型教材第二講：機器視覺中的圖像采集技術(shù)硬件基礎(chǔ)知識二、鏡頭的分類（3）按照用途分微距鏡頭（或者稱為顯微鏡頭） 用于拍攝較小的目標(biāo)具有很大的放大比遠心鏡頭 包括物方遠心鏡頭和像方遠心鏡頭以及雙邊遠心鏡頭。第一節(jié) 工業(yè)鏡頭機器視覺系統(tǒng)選型教材第二講：機器視覺中的圖像采集技術(shù)硬件基礎(chǔ)知識二、鏡頭的分類（4）關(guān)于遠心鏡頭 遠心指的是一種光學(xué)的設(shè)計模式：系統(tǒng)的出瞳和入瞳的位置在無限遠處。第一節(jié) 工業(yè)鏡頭機器視覺系

19、統(tǒng)選型教材第二講：機器視覺中的圖像采集技術(shù)硬件基礎(chǔ)知識二、鏡頭的分類（5）遠心鏡頭特性 物方遠心鏡頭可以消除透視畸變，像方遠心鏡頭可以獲得更好的像面照度的均勻性。 第一節(jié) 工業(yè)鏡頭機器視覺系統(tǒng)選型教材第二講：機器視覺中的圖像采集技術(shù)硬件基礎(chǔ)知識二、鏡頭各個參數(shù)間關(guān)系（1）光圈大通光能力大，光圈小通光能力?。还馊πt景深大，光圈大則景深??；第一節(jié) 工業(yè)鏡頭機器視覺系統(tǒng)選型教材第二講：機器視覺中的圖像采集技術(shù)硬件基礎(chǔ)知識二、鏡頭各個參數(shù)間關(guān)系（2）焦距越大，景深越短景深較短第一節(jié) 工業(yè)鏡頭機器視覺系統(tǒng)選型教材第二講：機器視覺中的圖像采集技術(shù)硬件基礎(chǔ)知識三、鏡頭各個參數(shù)間關(guān)系（3）第一節(jié) 工業(yè)鏡頭正

20、確曝光所需光量 （相當(dāng)于桶的容積，正確拍照標(biāo)準(zhǔn)是得到恰好的光量。正確曝光的標(biāo)準(zhǔn)就是用 “水”將這個“桶”充滿）工作距離 （距離越遠，所需時間越長）光圈 （相當(dāng)于水龍頭開關(guān)，開得越大，所需時間越短）光線強度 （相當(dāng)于水壓，水壓越大，所需時間越短）光線 （相當(dāng)于水）正確曝光時間 （相當(dāng)于以當(dāng)前的水壓、龍頭開關(guān)大小、距離，將桶裝滿的時間機器視覺系統(tǒng)選型教材第一節(jié) CCTV鏡頭專業(yè)攝影鏡頭遠心鏡頭價格低中高分辨率低（20L/MM）中（4080L/MM）高畸變高中低焦距選擇范圍廣泛25MM/75MM/50MM廣泛25MM/75MM/50MM狹窄使用靈活性高中低適合應(yīng)用低精度測量/簡單檢測標(biāo)準(zhǔn)精度測量/定

21、位高精度測量/縱深測量四、常見鏡頭對比第三講：機器視覺光學(xué)系統(tǒng)選型機器視覺系統(tǒng)選型教材討論與答疑第一節(jié) 工業(yè)鏡頭第二講：機器視覺中的圖像采集技術(shù)硬件基礎(chǔ)知識機器視覺系統(tǒng)選型教材第二講：機器視覺中的圖像采集技術(shù)硬件基礎(chǔ)知識基本概念基本結(jié)構(gòu)成像原理分類與發(fā)展趨勢第二節(jié) 工業(yè)相機第二節(jié) 工業(yè)相機內(nèi)容提要機器視覺系統(tǒng)選型教材第二講：機器視覺中的圖像采集技術(shù)硬件基礎(chǔ)知識一、工業(yè)相機的基本概念（1）傳感器的尺寸 圖像傳感器感光區(qū)域的面積大小。這個尺寸直接決定了整個系統(tǒng)的物理放大率。如：1/3“、1/2”等。絕大多數(shù)模擬相機的傳感器的長寬比例是4:3 (H:V)，數(shù)字相機的長寬比例則包括多種：1:1,16:

22、9,3:2 etc.第二節(jié) 工業(yè)相機機器視覺系統(tǒng)選型教材第二講：機器視覺中的圖像采集技術(shù)硬件基礎(chǔ)知識一、工業(yè)相機的基本概念（2）物理放大率 傳感器感光面積于視野的比值，整個參數(shù)基本取決于鏡頭系統(tǒng)放大率 最后顯示環(huán)節(jié)上目標(biāo)的尺寸于實際目標(biāo)尺寸的比值。系統(tǒng)放大率取決于物理放大率和顯示系統(tǒng)的闡述。對于自動測量和檢測系統(tǒng)而言，物理放大率具有關(guān)鍵的意義。系統(tǒng)放大率僅僅對于需要人機交互進行檢測的系統(tǒng)有意義像素（Pixel =picture+element） 傳感器感光面上最小感光單位。第二節(jié) 工業(yè)相機機器視覺系統(tǒng)選型教材第二講：機器視覺中的圖像采集技術(shù)硬件基礎(chǔ)知識一、工業(yè)相機的基本概念（3）分辨率(Res

23、olution) 模擬制式相機的分辨率取決于傳感器上像素的數(shù)目以及后期處理電路的質(zhì)量，數(shù)字相機的傳分辨率則直接取決與傳感器上像素的數(shù)目。480768640480760574美制 RS 170 Norm歐制 CCIR - Norm第二節(jié) 工業(yè)相機機器視覺系統(tǒng)選型教材第二講：機器視覺中的圖像采集技術(shù)硬件基礎(chǔ)知識一、工業(yè)相機的基本概念（4）像素長寬比 指傳感器上像素水平和垂直方向節(jié)距的比值，對于正方形的象素來說，其比值為1：1。此參數(shù)，對于系統(tǒng)的標(biāo)定有直接影響?？扉T速度（Shutter Speed） CCD/CMOS相機多數(shù)采用電子快門，通過電信號脈沖的寬度來控制傳感器的光積分（曝光）時間。對于一般

24、性能的的相機快門速度可以達到1/10000-1/100000秒。幀頻率（Frame Rate） 相機每秒中能夠輸出圖象的幀數(shù)，對于模擬制式相機，這個頻率是固定值，對于數(shù)字相機，是個可變的值。像素速率（Pixel Rate） 相機每秒中能夠輸出像素的個數(shù)，僅僅對于數(shù)字相機有意義。第二節(jié) 工業(yè)相機機器視覺系統(tǒng)選型教材第二講：機器視覺中的圖像采集技術(shù)硬件基礎(chǔ)知識一、工業(yè)相機的基本概念（5）卷簾快門（Rolling Shutter） 多數(shù)CMOS圖象傳感器上使用的快門，其特征是逐行曝光，每一行的曝光時間不一致。全局快門（Global Shutter） CCD傳感器和極少數(shù)CMOS傳感器采用的快門，傳感

25、器上所有像素同時刻曝光。第二節(jié) 工業(yè)相機機器視覺系統(tǒng)選型教材第二講：機器視覺中的圖像采集技術(shù)硬件基礎(chǔ)知識一、工業(yè)相機的基本概念（6）相機掃描方式隔行掃描（ Interlace ）35246第二節(jié) 工業(yè)相機機器視覺系統(tǒng)選型教材第二講：機器視覺中的圖像采集技術(shù)硬件基礎(chǔ)知識一、工業(yè)相機的基本概念（7）相機掃描方式 逐行掃描（ Progressive scan ）35241第二節(jié) 工業(yè)相機機器視覺系統(tǒng)選型教材第二講：機器視覺中的圖像采集技術(shù)硬件基礎(chǔ)知識一、工業(yè)相機的基本概念（8） 異步觸發(fā) 通常情況下相機是一幀一幀拍攝的，所以進行高速拍攝的時候最高的同步精度不可能超過一幀圖像的周期，對于某些支持異步觸

26、發(fā)的相機，可以在當(dāng)前幀掃描尚未完成的情況下，將當(dāng)前幀拋棄，直接開始新一幀圖象的掃描，可以使得告訴拍攝的同步精度達到一行的掃描周期。最低照度 又稱靈敏度，衡量相機對光線敏感程度的指標(biāo)。通常情況下是指相機獲得30最大輸出值時候所需的照度。單位是Lux。局部掃描 多數(shù)數(shù)字相機支持僅僅輸出傳感器上某一部分像素，這些像素位于某個矩形窗口內(nèi)。通過具備掃描可以獲得更高的楨頻率。第二節(jié) 工業(yè)相機機器視覺系統(tǒng)選型教材第二講：機器視覺中的圖像采集技術(shù)硬件基礎(chǔ)知識一、工業(yè)相機的基本概念（9）傳感器的光譜下面是一個典型的CCD圖像傳感器對于不同光譜的響應(yīng)曲線。第二節(jié) 工業(yè)相機機器視覺系統(tǒng)選型教材第二講：機器視覺中的圖

27、像采集技術(shù)硬件基礎(chǔ)知識一、工業(yè)相機的基本概念（10）信號格式模擬圖象信號的格式包括：復(fù)合視頻信號，Y/C分離信號，RGB分量信號。絕大多數(shù)周邊設(shè)備都能夠兼容這些信號格式。通常情況下對于彩色視頻信號，Y/C分離傳輸?shù)姆绞絻?yōu)于復(fù)合視頻傳輸?shù)姆绞?，RGB分量傳輸?shù)姆绞接謨?yōu)于Y/C分離傳輸方式。 數(shù)字相機的信號傳輸格式更為復(fù)雜，目前普遍應(yīng)用的包括： *IEEE-1394(Fire Wire) *USB2.0 *CameraLink *Ethernet，包括傳輸未經(jīng)壓縮影像的千兆協(xié)議和傳輸經(jīng)過壓縮影像的百兆協(xié)議。 上述數(shù)字相機的傳輸方式無論是在機械上還是在電氣上都是不兼容的。第二節(jié) 工業(yè)相機機器視覺系統(tǒng)

28、選型教材第二講：機器視覺中的圖像采集技術(shù)硬件基礎(chǔ)知識二、工業(yè)相機的基本結(jié)構(gòu)Digital Image Processing ModuleLens MountIR FilterImage SensorDrive CircuitTransmitting Controller Video SignalChannel to control the camera 機器視覺培訓(xùn)系列教程（基礎(chǔ)入培訓(xùn)）第二節(jié) 工業(yè)相機機器視覺系統(tǒng)選型教材第二講：機器視覺中的圖像采集技術(shù)硬件基礎(chǔ)知識三、工業(yè)相機的基本原理1圖像傳感器（Image sensor）：是一個由N行及M列感光單元（CCD Pixel）組成的矩陣。CCD

29、的基本工作原理：當(dāng)光子撞擊到硅原子上時，會產(chǎn)生自由電子，再將這些自由電子收集在一起形成信號。感光單元(CCD Pixcel)工作原理第二節(jié) 工業(yè)相機機器視覺系統(tǒng)選型教材第二講：機器視覺中的圖像采集技術(shù)硬件基礎(chǔ)知識三、工業(yè)相機的基本原理2CCD的電荷存儲器：能夠存儲一定量的電子。將電子釋放出來之后所形成的電流，便可以量化地代表感光面上某點的明暗信息。CCD成象的“溢出”（Blooming）問題：當(dāng)CCD象素接收到過多的光子，存儲器中所收集的自由電子就會向周邊的象素“溢出”。致使整個區(qū)域成象變亮。光子CCD象素自由電子溢出第二節(jié) 工業(yè)相機機器視覺系統(tǒng)選型教材第二講：機器視覺中的圖像采集技術(shù)硬件基礎(chǔ)

30、知識三、工業(yè)相機的基本原理3相機拍照時間示意圖電子快門時間可由用戶自己設(shè)置。但相機傳輸速率（Frame rate）是相對固定的。因此，傳輸速率是相機的成像速度的“瓶頸”。例：電子快門速度可達1/1000秒，但成像卻只能達到60幀/秒。電子快門時間圖象傳輸時間單幀圖象完整拍照時間第二節(jié) 工業(yè)相機機器視覺系統(tǒng)選型教材第二講：機器視覺中的圖像采集技術(shù)硬件基礎(chǔ)知識按照圖象傳感器區(qū)分CCD相機：使用CCD感光芯片為圖象傳感器的相機 CMOS相機：使用CMOS感光芯片為圖象傳感器的相機 按照輸出圖像顏色區(qū)分：單色相機：輸出圖象為單色圖像的相機。 彩色相機：輸出圖象為彩色圖像的相機。 四、工業(yè)相機分類（1）

31、第二節(jié) 工業(yè)相機機器視覺系統(tǒng)選型教材第二講：機器視覺中的圖像采集技術(shù)硬件基礎(chǔ)知識按照傳感器類型區(qū)分面掃描相機傳感器上像素呈面狀分布的相機，其所成圖象為二維“面”圖象。 線掃描相機傳感器上呈線狀（一行或三行）分布的攝像機，其所成圖象為一維“線”圖象。四、工業(yè)相機分類（2）第二節(jié) 工業(yè)相機機器視覺系統(tǒng)選型教材第二講：機器視覺中的圖像采集技術(shù)硬件基礎(chǔ)知識按輸出信號區(qū)分 模擬信號相機從傳感器中傳出的信號，被轉(zhuǎn)換成模擬電壓信號，即普通視頻信號，后再傳到圖象采集卡中。 數(shù)字信號相機信號自傳感器中的像素輸出后，在相機內(nèi)部直接數(shù)字化并輸出。四、工業(yè)相機分類（3）第二節(jié) 工業(yè)相機機器視覺系統(tǒng)選型教材第二講：機器

32、視覺中的圖像采集技術(shù)硬件基礎(chǔ)知識四、工業(yè)相機分類（5）彩色VS黑白 黑白相機的每個像素僅僅采集亮度信號，對于彩色相機，則是借助于一個Bayer濾色片讓每個像素來采集圖象特定的色彩分量，然后利用后期的電路再重建出真實色彩，所以黑白相機的分辨率通常比具有同樣像素數(shù)目和同級別后期處理電路的彩色相機搞出1020（in TVL).此外由于沒有覆蓋Bayer濾色片，黑白相機在弱光下面的靈敏度也更好一些。但是彩色相機在檢測那些具有色彩敏感信息的目標(biāo)的時候具有突出的優(yōu)勢。當(dāng)然黑白相機也可以通過對光源色彩的控制實現(xiàn)這一功能。如果需要更高質(zhì)量的彩色視頻，就需要采用3CCD技術(shù)的彩色相機。第二節(jié) 工業(yè)相機機器視覺系

33、統(tǒng)選型教材第二講：機器視覺中的圖像采集技術(shù)硬件基礎(chǔ)知識四、工業(yè)相機分類（6）模擬相機 VS. 數(shù)字相機 相對來說模擬相機的價格比較低廉，使用比較簡單。但是模擬相機存在一個分辨率和幀頻率的上限，而且對于傳輸過程中的噪聲和損耗也較為敏感。數(shù)字相機，通常具有更高的分辨率，當(dāng)然價格也更昂貴，而且牽涉到比較復(fù)雜的安裝調(diào)試工作，即使這個系統(tǒng)只需要最簡單的功能，數(shù)字相機的傳輸距離通常較模擬相機短。第二節(jié) 工業(yè)相機機器視覺系統(tǒng)選型教材第二講：機器視覺中的圖像采集技術(shù)硬件基礎(chǔ)知識數(shù)字相機最終將取代傳統(tǒng)模擬相機CMOS芯片最終將取代傳統(tǒng)CCD芯片CAMERALINK數(shù)字接口技術(shù)將流行FIREWIRE數(shù)字接口采集卡

34、將被廣泛使用專業(yè)的機器視覺專用相機將成為發(fā)展趨勢五、工業(yè)相機的發(fā)展趨勢第二節(jié) 工業(yè)相機機器視覺系統(tǒng)選型教材討論與答疑第二節(jié) 工業(yè)相機第二講：機器視覺中的圖像采集技術(shù)硬件基礎(chǔ)知識機器視覺系統(tǒng)選型教材第二講：機器視覺中的圖像采集技術(shù)硬件基礎(chǔ)知識概述光源的種類光源的照射方式顏色選擇第三節(jié) 機器視覺光源第三節(jié) 機器視覺光源內(nèi)容提要機器視覺系統(tǒng)選型教材第二講：機器視覺中的圖像采集技術(shù)硬件基礎(chǔ)知識第三節(jié) 機器視覺光源概述照明系統(tǒng)是機器視覺系統(tǒng)最為關(guān)鍵的部分，往往關(guān)系到系統(tǒng)的成敗目的：將目標(biāo)與背景盡可能地明顯區(qū)分穏定均勻的光源極其重要光源是基準(zhǔn)，打光是藝術(shù)機器視覺系統(tǒng)選型教材第二講：機器視覺中的圖像采集技術(shù)

35、硬件基礎(chǔ)知識第三節(jié) 機器視覺光源光源的種類高頻熒光燈光纖鹵素光源LED光源機器視覺系統(tǒng)選型教材第二講：機器視覺中的圖像采集技術(shù)硬件基礎(chǔ)知識第三節(jié) 機器視覺光源光源照射方高頻熒光燈光纖鹵素光源LED光源機器視覺系統(tǒng)選型教材光源照射方式：背光測量系統(tǒng)的最佳選擇第三節(jié) 機器視覺光源第二講：機器視覺中的圖像采集技術(shù)硬件基礎(chǔ)知識機器視覺系統(tǒng)選型教材高角度照明光源照射方式：亮場最直接的照明第三節(jié) 機器視覺光源第二講：機器視覺中的圖像采集技術(shù)硬件基礎(chǔ)知識機器視覺系統(tǒng)選型教材低角度照明光源照射方式：暗場適合光滑表面的照明第三節(jié) 機器視覺光源第二講：機器視覺中的圖像采集技術(shù)硬件基礎(chǔ)知識機器視覺系統(tǒng)選型教材三維深

36、度信息激光或線性光源固定角度照射光源照射方式：結(jié)構(gòu)光最簡便的三維測量方法第三節(jié) 機器視覺光源第二講：機器視覺中的圖像采集技術(shù)硬件基礎(chǔ)知識機器視覺系統(tǒng)選型教材待測物長度信息待測物高度信息光源照射方式：影子的利用最不直接的測量第三節(jié) 機器視覺光源第二講：機器視覺中的圖像采集技術(shù)硬件基礎(chǔ)知識機器視覺系統(tǒng)選型教材50% 分束片光源照射方式：同軸光昂貴的燈第三節(jié) 機器視覺光源第二講：機器視覺中的圖像采集技術(shù)硬件基礎(chǔ)知識機器視覺系統(tǒng)選型教材光源顏色選擇第三節(jié) 機器視覺光源第二講：機器視覺中的圖像采集技術(shù)硬件基礎(chǔ)知識機器視覺系統(tǒng)選型教材第三節(jié) 機器視覺光源第二講：機器視覺中的圖像采集技術(shù)硬件基礎(chǔ)知識機器視覺

37、系統(tǒng)選型教材常用燈源分析螢光燈鹵素?zé)?光纖導(dǎo)管LED燈源價格低高中亮度低高中穩(wěn)定性低中高閃光裝置無無有使用壽命中低高光線均勻度高中低多色光無無有復(fù)雜設(shè)計低中高溫度影響中低高第三節(jié) 機器視覺光源第二講：機器視覺中的圖像采集技術(shù)硬件基礎(chǔ)知識機器視覺系統(tǒng)選型教材機器視覺光學(xué)系統(tǒng)選型第三講機器視覺培訓(xùn)系列教程機器視覺系統(tǒng)選型教材第三講：機器視覺光學(xué)系統(tǒng)選型獲得完美圖像的6大要素光學(xué)系統(tǒng)選型流程如何選擇相機如何選擇鏡頭如何選擇光源內(nèi)容提要機器視覺系統(tǒng)選型教材第一節(jié) 一、獲得完美圖像的6大要素（1）：高系統(tǒng)精度系統(tǒng)精度（System accuracy）X方向系統(tǒng)精度（X方向象素值） 視野范圍（X方向） C

38、CD芯片象素數(shù)量（X方向）Y方向系統(tǒng)精度（Y方向象素值） 視野范圍（Y方向 CCD芯片象素數(shù)量（Y方向）該指標(biāo)取決于，相機分辨率及視野（FOV）FOV：100MM500 象素象素值 = 0。2 MM第三講：機器視覺光學(xué)系統(tǒng)選型機器視覺系統(tǒng)選型教材第一節(jié) 一、獲得完美圖像的6大要素（1）：高系統(tǒng)精度最佳視野（FOV）：讓視覺系統(tǒng)“關(guān)心”的部分盡可能“充滿”視野。通俗來說，F(xiàn)OV越小越“好”。相機分辨率相同視野越小系統(tǒng)精度越高視野相同相機分辨率越高系統(tǒng)精度越高適合的視野不適合的視野調(diào)整系統(tǒng)關(guān)心的部分第三講：機器視覺光學(xué)系統(tǒng)選型機器視覺系統(tǒng)選型教材第一節(jié) 一、獲得完美圖像的6大要素(2)：清晰成象確

39、定圖像中所要檢測的部分處于清晰的焦距之內(nèi)當(dāng)圖像中檢測部分不處于同一焦平面時，需要考慮鏡頭的景深注意：每一款鏡頭都有固定的“最短焦距”注意：每一款鏡頭相對于固定的光圈，都有自己固定的景深注意：縮小光圈可以加大景深。同時為保證正確曝光需要提高光強注意：小光圈拍照，可以使圖像獲得更多“細節(jié)”，圖像效果更好第三講：機器視覺光學(xué)系統(tǒng)選型機器視覺系統(tǒng)選型教材第一節(jié) 一、獲得完美圖像的6大要素(3)：避免畸變在定位及高精度測量的系統(tǒng)中，鏡頭畸變的影響尤其重要使用遠心鏡頭進行系統(tǒng)標(biāo)定真實世界鏡頭畸變產(chǎn)生的圖像第三講：機器視覺光學(xué)系統(tǒng)選型機器視覺系統(tǒng)選型教材第一節(jié) 一、獲得完美圖像的6大要素（4）：保持待測物體在成象中大