机器视觉基础学习(一)视觉系统构成

科技资讯 2020-02-10

视觉系统主要由光源、镜头、相机、工控机、视觉软件等构成。

一、光源分类

1、环形光源:提供不同照射角度、不同颜色组合,更能突出物体的三维信息;高密度LED阵列,高亮度;多种紧凑设计,节省安装空间;解决对角照射阴影问题;可选配漫射板导光,光线均匀扩散。应用领域:PCB基板检测,IC元件检测,显微镜照明,液晶校正,塑胶容器检测,集成电路印字检查。

2、背光源:用高密度LED阵列面提供高强度背光照明,能突出物体的外形轮廓特征,尤其适合作为显微镜的载物台。红白两用背光源、红蓝多用背光源,能调配出不同颜色,满足不同被测物多色要求。应用领域:机械零件尺寸的测量,电子元件、IC的外型检测,胶片污点检测,透明物体划痕检测等。 

3、条形光源:是较大方形结构被测物的首选光源;颜色可根据需求搭配,自由组合;照射角度与安装随意可调。应用领域:金属表面检查,图像扫描,表面裂缝检测,LCD面板检测等。

4、同轴光源:可以消除物体表面不平整引起的阴影,从而减少干扰;部分采用分光镜设计,减少光损失,提高成像清晰度,均匀照射物体表面。应用领域:系列光源适宜用于反射度极高的物体,如金属、玻璃、胶片、晶片等表面的划伤检测,芯片和硅晶片的破损检测,Mark点定位,包装条码识别。

5、线形光源:超高亮度,采用柱面透镜聚光,适用于各种流水线连续检测场合。应用领域:阵相机照明专用,AOI专用。

6、点光源:大功率LED,体积小,发光强度高;光纤卤素灯的替代品,尤其适合作为镜头的同轴光源等;高效散热装置,大大提高光源的使用寿命。应用领域:适合远心镜头使用,用于芯片检测,Mark点定位,晶片及液晶玻璃底基校正。

机器视觉基础学习(一)视觉系统构成

·二、镜头

机器视觉基础学习(一)视觉系统构成

镜头由多个透镜、光圈和对焦环组成。镜头中的玻璃镜片是镜头的核心。但是只有玻璃镜片也没有用,光圈控制与对焦机构是镜头组成另外两个重要机构。

它主要的参数有三个分别是焦距、景深、有效孔径(光圈)。

焦距:焦距是指镜头的光学中心(光学后主点)到成像面焦点的距离。

景深(DOF):是指在摄影机镜头或其他成像器前沿能够取得清晰图像的成像所测定的被摄物体前后距离范围。光圈、镜头、及焦平面到拍摄物的距离是影响景深的重要因素。

1)、镜头光圈:光圈越大,景深越小;光圈越小,景深越大;  

(2)、镜头焦距:镜头焦距越长,景深越小;焦距越短,景深越大;   

(3)、拍摄距离:距离越远,景深越大;距离越近,景深越小。

有效孔径(光圈):镜头的最大光圈直径和焦距的比数,是表示镜头的最大通光量,也是镜头的最大口径。

三、相机

相机的种类主要分CCD和CMOS两种类型。

CCD是目前机器视觉最为常用的图像传感器。它集光电转换及电荷存贮、电荷转移、信号读取于一体,是典型的固体成像器件。CCD的突出特点是以电荷作为信号,而不同于其它器件是以电流或者电压为信号。这类成像器件通过光电转换形成电荷包,而后在驱动脉冲的作用下转移、放大输出图像信号。典型的CCD相机由光学镜头、时序及同步信号发生器、垂直驱动器、模拟/数字信号处理电路组成。CCD作为一种功能器件,与真空管相比,具有无灼伤、无滞后、低电压工作、低功耗等优点。

CMOS图像传感器将光敏元阵列、图像信号放大器、信号读取电路、模数转换电路、图像信号处理器及控制器集成在一块芯片上,还具有局部像素的编程随机访问的优点。CMOS图像传感器以其良好的集成性、低功耗、高速传输和宽动态范围等特点在高分辨率和高速场合得到了广泛的应用。

相机的主要参数:

分辨率:一般使用W*H的形式表示,W为图像水平方向上每一行的像素个数,H为图像垂直方向上每一列的像素个数。

像素尺寸:指每一个像素的实际大小,单位一般是mm。

帧率:指相机一秒钟拍摄的帧数,帧率越大每秒捕捉的到的图像越多,图像显示越流畅。

像素深度:指色彩的丰富,8bit表示黑白图像,24bit表示彩色RGB图像。像素的深度越大,图像的颜色信息越丰富,相应的图像文件也就越大。

数字接口:GigE、USB2.0/3.0、CarmeraLink、FireWare等。

Top