一個(gè)典型的機(jī)器視覺系統(tǒng)構(gòu)成要素
機(jī)器視覺系統(tǒng)一般來說構(gòu)成要素有以下幾個(gè)方面:
照明
照明是影響機(jī)器視覺系統(tǒng)輸入的重要因素,它直接影響輸入數(shù)據(jù)的質(zhì)量和應(yīng)用效果。由于沒有通用的機(jī)器視覺照明設(shè)備,所以針對(duì)每個(gè)特定的應(yīng)用實(shí)例,要選擇相應(yīng)的照明裝置,以達(dá)到最佳效果。光源可分為可見光和不可見光。常用的幾種可見光源是白幟燈、日光燈、水銀燈和鈉光燈。可見光的缺點(diǎn)是光能不能保持穩(wěn)定。如何使光能在一定的程度上保持穩(wěn)定,是實(shí)用化過程中急需要解決的問題。另一方面,環(huán)境光有可能影響圖像的質(zhì)量,所以可采用加防護(hù)屏的方法來減少環(huán)境光的影響。照明系統(tǒng)按其照射方法可分為:背向照明、前向照明、結(jié)構(gòu)光和頻閃光照明等。其中,背向照明是被測物放在光源和攝像機(jī)之間,它的優(yōu)點(diǎn)是能獲得高對(duì)比度的圖像。前向照明是光源和攝像機(jī)位于被測物的同側(cè),這種方式便于安裝。結(jié)構(gòu)光照明是將光柵或線光源等投射到被測物上,根據(jù)它們產(chǎn)生的畸變,解調(diào)出被測物的三維信息。頻閃光照明是將高頻率的光脈沖照射到物體上,攝像機(jī)拍攝要求與光源同步。
鏡頭
FOV(Field of Vision)=所需分辨率*亞象素*相機(jī)尺寸/PRTM(零件測量公差比)
鏡頭選擇應(yīng)注意:
①、焦距 ?②、目標(biāo)高度 ③、影像高度 ④、放大倍數(shù) ⑤、影像至目標(biāo)的距離 ⑥、中心點(diǎn)/節(jié)點(diǎn) ⑦、畸變
視覺檢測中如何確定鏡頭的焦距
1、為特定的應(yīng)用場合選擇合適的工業(yè)鏡頭時(shí)必須考慮以下因素:
2、視野 – 被成像區(qū)域的大小。
3、工作距離 (WD) – 攝像機(jī)鏡頭與被觀察物體或區(qū)域之間的距離。
4、CCD – 攝像機(jī)成像傳感器裝置的尺寸。
這些因素必須采取一致的方式對(duì)待。如果在測量物體的寬度,則需要使用水平方向的 CCD 規(guī)格,等等。如果以英寸為單位進(jìn)行測量,則以英尺進(jìn)行計(jì)算,最后再轉(zhuǎn)換為毫米。
參考如下案例:有一臺(tái) 1/3” C 型安裝的 CDD 攝像機(jī)(水平方向?yàn)?4.8 毫米)。物體到鏡頭前部的距離為 12”(305 毫米)。視野或物體的尺寸為2.5”(64 毫米)。換算系數(shù)為 1” = 25.4 毫米(經(jīng)過圓整)。
FL = 4.8 毫米 x 305 毫米 / 64 毫米
FL = 1464 毫米 / 64 毫米
FL = 按 23 毫米鏡頭的要求
FL = 0.19” x 12” / 2.5”
FL = 2.28” / 2.5”
FL = 0.912” x 25.4 毫米/inch
FL = 按 23 毫米鏡頭的要求
!注意:勿將工作距離與物體到像的距離混淆。工作距離是從工業(yè)鏡頭前部到被觀察物體之間的距離。而物體到像的距離是 CCD 傳感器到物體之間的距離。計(jì)算要求的工業(yè)鏡頭焦距時(shí),必須使用工作距離。
相機(jī)
按照不同標(biāo)準(zhǔn)可分為:標(biāo)準(zhǔn)分辨率數(shù)字相機(jī)和模擬相機(jī)等。要根據(jù)不同的實(shí)際應(yīng)用場合選不同的相機(jī)和高分辨率相機(jī):線掃描CCD和面陣CCD;單色相機(jī)和彩色相機(jī)。