機器視覺系統(tǒng)的組成
發(fā)布時間:2014/7/2 23:29:59 訪問次數(shù):984
一個典型的工業(yè)機器視覺系統(tǒng)包括以下部分:
(1)照明光源。
照明是影響機器視覺系統(tǒng)輸入數(shù)據(jù)的質(zhì)量和應(yīng)用效果的重要因素,EM78P153SN因此要為機器視覺系統(tǒng)精心選擇光源。常用的光源有白熾燈、熒光燈、汞燈和鈉光燈等。照明系統(tǒng)的照射方法有背向照明、前向照明、結(jié)構(gòu)光照明和頻閃光照明等。背向照明時光源和攝像機在被測物兩側(cè),它的優(yōu)點是能獲得高對比度的圖像;前向照明時兆源和攝像機位于被測物的同側(cè),這種方式便于安裝。結(jié)構(gòu)光照明可以得到被測物的三維信息。環(huán)境光的變化對圖像質(zhì)量也有影響,必要時可加防護屏。
(2)鏡頭。 ,
鏡頭由多片透鏡組成。鏡頭的兩個主要指標(biāo)是孔徑和焦距。鏡頭孔徑大則透光能力強,可以在光線差的情況下得到質(zhì)量好的圖像?讖揭话銟(biāo)記在鏡頭上,例如“1:1.2”、“F1.2”等,表示該鏡頭的最大光圈值。比值后項的數(shù)字越小,鏡頭透光能力越大,例如“1:1.2”>“1:2.8”。焦距在鏡頭上標(biāo)記為“f50”、“28mm”等。鏡頭孔徑與焦距的關(guān)系是:鏡頭孔徑=焦距/第一片透鏡直徑。例如,鏡頭焦距是150mm,第一片透鏡的直徑是37.5mm,則鏡頭孔徑-150/37.5=4,寫成1:4。目前,機器視覺系統(tǒng)實際使用的大部分是變焦鏡頭,它的焦距可以調(diào)整,其標(biāo)記例如“f=35~105”、“6.0~60mm”等。變焦鏡頭一般會給出最廣角處和最長焦處鏡頭的最大光圈,例如“F3.5~4.5”。焦距值小時拍攝的范圍比較大,焦
距值大時可以把比較遠的物體拍攝清楚。需要精確測量物體幾何尺寸時,應(yīng)將焦距調(diào)到比較大,可以在被測對象比較遠的距離拍攝,以減少畸變。
鏡頭安裝座有C與CS接口兩種,要注意與攝像機匹配。
鏡頭直徑有1/2英寸、1/3英寸、1/4英寸等尺寸,應(yīng)與攝像頭中圖像傳感器有效區(qū)域的大小相匹配。圖像傳感器中電荷耦合器件(Charge Coupled Device,CCD)使用比較普及;互補型金屬氧化物半導(dǎo)體(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor Transistor,CMOS)近年來發(fā)展較快。
鏡頭光圈調(diào)節(jié)有手動和自動兩種。自動光圈鏡頭有一類是攝像機輸送視頻信號到鏡頭來控制,另一類則是攝像機輸送直流電壓到鏡頭來控制。
鏡頭焦距調(diào)節(jié)有手動和電動兩種。電動變焦鏡頭通過遙控裝置來改變焦距大小。
(3)攝像頭。
攝像頭既可以拍攝靜態(tài)圖像又可以拍攝動態(tài)圖像,而且容易實現(xiàn)用計算機控制拍攝。攝像頭分模擬攝像頭和數(shù)字?jǐn)z像頭。數(shù)字?jǐn)z像頭通過USB接口和計算機通信,使用比較方便,但是類似于鏡頭和機身做成一體的家庭用小攝像頭不適合在工業(yè)機器視覺系統(tǒng)使用。
速度要求很低的機器視覺系統(tǒng)也可以用數(shù)碼照相機獲取圖像。
(4)圖像采集卡。
模擬攝像頭需要周圖像采集卡把模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。圖像采集卡有1、2、4等不同的通道數(shù),每個通道可以連接一個攝像機;圖像采集卡還有單色和彩色的區(qū)別。
一個典型的工業(yè)機器視覺系統(tǒng)包括以下部分:
(1)照明光源。
照明是影響機器視覺系統(tǒng)輸入數(shù)據(jù)的質(zhì)量和應(yīng)用效果的重要因素,EM78P153SN因此要為機器視覺系統(tǒng)精心選擇光源。常用的光源有白熾燈、熒光燈、汞燈和鈉光燈等。照明系統(tǒng)的照射方法有背向照明、前向照明、結(jié)構(gòu)光照明和頻閃光照明等。背向照明時光源和攝像機在被測物兩側(cè),它的優(yōu)點是能獲得高對比度的圖像;前向照明時兆源和攝像機位于被測物的同側(cè),這種方式便于安裝。結(jié)構(gòu)光照明可以得到被測物的三維信息。環(huán)境光的變化對圖像質(zhì)量也有影響,必要時可加防護屏。
(2)鏡頭。 ,
鏡頭由多片透鏡組成。鏡頭的兩個主要指標(biāo)是孔徑和焦距。鏡頭孔徑大則透光能力強,可以在光線差的情況下得到質(zhì)量好的圖像。孔徑一般標(biāo)記在鏡頭上,例如“1:1.2”、“F1.2”等,表示該鏡頭的最大光圈值。比值后項的數(shù)字越小,鏡頭透光能力越大,例如“1:1.2”>“1:2.8”。焦距在鏡頭上標(biāo)記為“f50”、“28mm”等。鏡頭孔徑與焦距的關(guān)系是:鏡頭孔徑=焦距/第一片透鏡直徑。例如,鏡頭焦距是150mm,第一片透鏡的直徑是37.5mm,則鏡頭孔徑-150/37.5=4,寫成1:4。目前,機器視覺系統(tǒng)實際使用的大部分是變焦鏡頭,它的焦距可以調(diào)整,其標(biāo)記例如“f=35~105”、“6.0~60mm”等。變焦鏡頭一般會給出最廣角處和最長焦處鏡頭的最大光圈,例如“F3.5~4.5”。焦距值小時拍攝的范圍比較大,焦
距值大時可以把比較遠的物體拍攝清楚。需要精確測量物體幾何尺寸時,應(yīng)將焦距調(diào)到比較大,可以在被測對象比較遠的距離拍攝,以減少畸變。
鏡頭安裝座有C與CS接口兩種,要注意與攝像機匹配。
鏡頭直徑有1/2英寸、1/3英寸、1/4英寸等尺寸,應(yīng)與攝像頭中圖像傳感器有效區(qū)域的大小相匹配。圖像傳感器中電荷耦合器件(Charge Coupled Device,CCD)使用比較普及;互補型金屬氧化物半導(dǎo)體(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor Transistor,CMOS)近年來發(fā)展較快。
鏡頭光圈調(diào)節(jié)有手動和自動兩種。自動光圈鏡頭有一類是攝像機輸送視頻信號到鏡頭來控制,另一類則是攝像機輸送直流電壓到鏡頭來控制。
鏡頭焦距調(diào)節(jié)有手動和電動兩種。電動變焦鏡頭通過遙控裝置來改變焦距大小。
(3)攝像頭。
攝像頭既可以拍攝靜態(tài)圖像又可以拍攝動態(tài)圖像,而且容易實現(xiàn)用計算機控制拍攝。攝像頭分模擬攝像頭和數(shù)字?jǐn)z像頭。數(shù)字?jǐn)z像頭通過USB接口和計算機通信,使用比較方便,但是類似于鏡頭和機身做成一體的家庭用小攝像頭不適合在工業(yè)機器視覺系統(tǒng)使用。
速度要求很低的機器視覺系統(tǒng)也可以用數(shù)碼照相機獲取圖像。
(4)圖像采集卡。
模擬攝像頭需要周圖像采集卡把模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。圖像采集卡有1、2、4等不同的通道數(shù),每個通道可以連接一個攝像機;圖像采集卡還有單色和彩色的區(qū)別。
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