機器視覺組成部分及基礎知識.pptx

1、機器視覺組成部分及基礎知識,計算機視覺系統(tǒng)組成：,圖像處理,姿態(tài),機器視覺市場,機器視覺系統(tǒng)中部件包括： 光源、工業(yè)攝像機、圖像采集卡、鏡頭、圖像處理設備等。 機器視覺市場包括: 部件生產商【部門工作】 代理商 【部門工作】 系統(tǒng)集成商【系統(tǒng)部工作】,計算機視覺系統(tǒng)組成光源,圖像處理,姿態(tài),光源光源的種類,高頻熒光燈,鹵素燈,LED燈,光源光源性能對比,光源 LED光源特點,可制成各種形狀、尺寸及各種照射角度； 可根據需要制成各種顏色，并可隨時調節(jié)亮度； 散熱效果更好，光亮度更穩(wěn)定； 使用壽命長（約3萬小時，間斷使用壽命更長）； 反應快捷，可在10us或更短的時間內達到最大亮度； 電源帶有外觸

2、發(fā)，可以用作頻閃燈； 運行成本低、壽命長的LED，會在綜合成本和性能方面體現(xiàn)出更大的優(yōu)勢； 可根據客戶的需要，進行特殊設計。,光源 LED光源的顏色,主要顏色 紅色 藍色 綠色 白色 其他顏色 橙色 紅外 紫外,照明技術之一,直射光和漫射光 (Regular light & Diffused light),照明技術之一,鏡面反射和漫反射 (Regular reflection & Diffused reflection),照明技術之二,明視野和暗視野 (Bright field & Dark field),照明技術之二,照明技術之二,案例：塑料飲料瓶肩部OCR條型照明(直接光),照明技術之三,

3、折射照明 (Refraction light) 光由一種介質(物質)斜射到另一種介質，傳播方向發(fā)生改變 當入射角滿足一定的條件時，不會發(fā)生折射,照明技術之三,案例：鉆石棱角測定,照明技術之四,透射照明 (Penetrating light)背光的運用 透射照明，即使光線透射對象物，并觀察其透射光的照明手法 因材質和厚度不同，對光的透過特性(透明度)各異 光根據其波長之長短，對物質的穿透能力(穿透率)各異 波長越長，對物質的透過力越強。 波長越短，在物質表面的擴散率(反射和透射的比率)越大,案例一：讀取塑封帶內的TSOP型號,照明技術之四,案例二：藥片包裝 (LDL-TP-51x51),照明技術

4、之四,照明技術之五,色和補色 (Utilization of color),照明技術之五,非發(fā)光物體的顏色,照明技術之五,案例,照明技術之五,照明技術之五,案例二：金屬涂層的表面檢測,光源光源配件的應用,偏光器(Polarizer),偏光技術的應用,光源光源配件的應用,防外亂光濾鏡(Shape-cut filter),光源光源配件的應用,防外亂光濾鏡的應用金屬工件的輪廓檢測,光源光源配件的應用,光線控制薄膜(Light control film),排列著微細遮光線條的塑料薄膜 由微細遮光線條控制光線的方向和指向性 將散射光轉化為類似平行光,光源光源配件的應用,光線控制薄膜的應用螺釘?shù)妮喞獧z測,

5、光源光源配件的應用,計算機視覺系統(tǒng)組成鏡頭,圖像處理,姿態(tài),鏡頭主要參數(shù),鏡頭影響圖像質量的關鍵因素,鏡頭焦距，物距，成像尺寸,鏡頭的分辨率,影響分辨率的主要因素： 鏡頭結構、材質、加工精度等。 其它因素： 鏡頭光圈越大，分辨率越高； 光波長度，波長越短分辨率越高； 同檔次的固定焦距鏡頭比變焦鏡頭分辨率高； 短焦鏡頭一般邊緣分辨率比中心低，長焦鏡頭一般中心比邊緣分辨率低。,焦距計算公式,焦距f,工作距離L,視野W,物方,傳感器大小d,像方,焦距標準計算方法: f = L / ( 1 + 1/ ) 方法倍率 = d / W,焦距快速計算方法: d / W = f / L f = d * L /

6、W,景深的概念,景深計算公式,物方景深的計算機公式： DOF = 2 * working F# * circle of confusion / magnification2 其中： working F# = F#(infinity) * (1+magnification ratio) F#(infinity) = 光圈值 (當被測物在無限遠處) Working F# =光圈值 (被測物在近處) Magnification ratio = 放大倍率 （計算方法：傳感器的大小 / 視野） DOF (object)= 景深(物方) Circle of confusion = 模糊圓。當一點光投影在一

7、張紙上，如果焦點十分準確，理論上會形成一點的影像，但如果焦點錯落于焦點之前或之后附近，會變成一個模糊的圓，即模糊圓（簡稱CoC）。經驗值：像圓尺寸的3倍,景深影響因素,鏡頭光圈 光圈越大，景深越??；光圈越小，景深越大； 鏡頭焦距 鏡頭焦距越長，景深越小；焦距越短，景深越大； 拍攝距離 距離越遠，景深越大；距離越近，景深越小。,計算機視覺系統(tǒng)組成攝像機,圖像處理,姿態(tài),工業(yè)攝像機典型結構,相機鏡頭接口 C-mount CS-mount F-mount M42 M72 等,圖像傳感器,參數(shù)控制模塊 調整 曝光時間 調整增益 等相機參數(shù) 預處理模塊 自動白平衡 3A控制 Bayer變換 等預處理功能,IO控制模塊 供電 觸發(fā)信號 閃光同步信號,數(shù)據傳輸模塊 接口類型 USB2.0 CameraLink GigE Ethernet 1394a/b 光纖 USB3.0 1394S3200 HSLink .,智能相機處理器 DSP ARM PowerPC 等,工業(yè)攝像機傳感芯片,工業(yè)攝像機曝光方式和掃描方式,工業(yè)攝像機傳感芯片,黑白面陣相機,彩色面陣相機,黑白線陣相機,3線彩色線陣相機,雙線彩色線陣相機,其他,3CCD相機,2CCD面陣相機,工業(yè)相機接口及