传感器与机器视觉 课件 第六章 机器视觉

传感器与机器人视觉湖南铁道职业技术学院杨利第六章机器视觉6.1概述 6.2机器视觉系统构成6.3机器视觉软件 6.4机器视觉检测实验 目

录6.1概述

6.2机器视觉系统构成6.3机器视觉软件 6.4机器视觉检测实验 目

录拍摄处理、显示1、机器视觉定义2、机器视觉应用3、典型应用3、典型应用3、典型应用3、典型应用3、典型应用3、典型应用6.1概述 6.2机器视觉系统构成6.3机器视觉软件 6.4机器视觉检测实验 目

录机器视觉：用机器代替人眼来做测量和判断成像系统：包括工业相机、镜头、光源等相关设备。图像处理系统：包括工业计算机以及相应的图像处理软件和显示部分末端执行机构：包括PLC、机器人、气泵等相关的执行机构。1、机器视觉系统构成数字图片处理结果2、系统工作过程真实世界成像系统：包括工业相机、镜头、光源等相关设备。图像处理系统：包括工业计算机以及相应的图像处理软件和显示部分末端执行机构：包括PLC、机器人、气泵等相关的执行机构。3、关键器件及技术参数3.1光源光源是为确保视觉系统正常取像获得足够光信息而提供照明的装置。和人的眼睛一样，视觉系统看不到物体，只能看到从物体表面反射过来的光。光源的作用就是给物体提供光线，将被测物体与背景尽量明显区分、将运动目标“凝固”在图像上、增强待测目标边缘清晰度、消除阴影、抵消噪光，以获得高品质、高对比度的图像。3、关键器件及技术参数打光的形式3、关键器件及技术参数打光的形式3、关键器件及技术参数打光的形式光源的分类光源的分类3、关键器件及技术参数不同颜色的光源光源的颜色也对图像的成像有影响。红色光源照射不同颜色物体光源颜色适应范围白色适用性光，亮度高，拍摄彩色图像时使用较多红色可以透过一些比较暗的物体，如底材黑色的透明软板孔、绿色电路板的线路检测绿色红色背景产品、银色背景产品蓝色银色背景产品（钣金、车加工件等）、薄膜上的金属印制品3、关键器件及技术参数3.2镜头3、关键器件及技术参数镜头的分类1、根据有效像场的大小划分：1/3英寸摄像镜头、1/2英寸摄像镜头等；2、根据焦距划分：分为变焦镜头和定焦镜头。变焦镜头有不同的变焦范围；定焦镜头可分为鱼眼镜头、短焦镜头、标准镜头、长焦镜头、超长焦镜头等多种型号。3、根据镜头和摄像机之间的接口分类：工业摄像机常用的有C接口、CS接口、F接口、V接口、T2接口等；除了常规的镜头外，工业视觉检测系统中常用到的还有很多专用的镜头，如：微距镜头、远距镜头、远心镜头、红外镜头、紫外镜头、显微镜头等。3、关键器件及技术参数镜头的种类规格百万像素（Megapixel）低畸变镜头微距（Macro）镜头广角（wide-angle）镜头鱼眼(Fisheye)镜头远心(Telecentric)镜头显微(Micro)镜头照片特点及应用最普通，种类最齐全，图像畸变也较小，价格比较低，应用广泛，一般是指成像比例为2:1～1:4的范围内的特殊设计的镜头。主要用于对检测视角要求较宽，对图形畸变要求较低的检测场合。可用于管道或容器的内部检测。主要是为纠正传统镜头的视差而特殊设计的镜头，应用于被测物不在同一物面上一般成像比例大于2:1时也会选用显微镜头3、关键器件及技术参数镜头的选择依据----焦距3、关键器件及技术参数镜头的选择依据----分辨率

分辨率就是在物体反差无限大的时候（就是所有物象在纯白和纯黑下）镜头记录物体细节的能力，国际标准单位是

线对/毫米（lp/mm），表示在像平面1mm内可以分辨开的黑白相间的线条对数。一般说的百万象素级的镜头，分辨率为100线对/mm。影响分辨率的因素：镜头材质，结构和加工精度等；镜头光圈越大，分辨率越高；光波长度，波长越短分辨率越高；同档次的固定焦距镜头比可变焦距镜头分辨率要高。对于已经制造好的镜头，不能随意改变镜头的直径，但是可以通过在镜头内部加入多边形或者圆形并且面积可变的孔状光栅来达到控制镜头进光量的目的，这个装置就是光圈。光圈是相机上用来控制镜头孔径大小的部件，用以控制景深、镜头成像质量，同时可以和快门速度协同控制进光量。镜头的选择依据----光圈3、关键器件及技术参数镜头的选择依据----视野或者叫视场角，图像采集设备所能覆盖的范围。即物体在某一方向上可被检测到的区域。从镜头前端到被测物体表面的距离，小于最小工作距离系统一般不能清晰成像。镜头的选择依据----工作距离

以镜头最佳聚焦时的物平面为中心，前后存在一个范围，在此范围内镜头都可以清晰成像。景深通常由物距、镜头焦距以及光圈值所决定。景深与焦距，光圈大小等的关系：光圈越小景深越大；拍摄距离越大景深越大；焦距越短景深越大。镜头的选择依据----景深3、关键器件及技术参数镜头的调节3、关键器件及技术参数3.3工业相机智能化一体相机：内含CCD/CMOS传感器；内嵌数字图像处理（DSP）芯片，能脱机运行。CCD和CMOS都是典型的固态图像传感器，都是利用光敏单元的光电转换功能将投射到光敏单元的光学图像转换成电信号“图像”3、关键器件及技术参数30：像素；M是黑白；C是彩色水平方向上有640个像素点，垂直方向上有480个像素点1/3:CCD镜头的尺寸，越大感光面积越大像素的大小是没有固定长度的，不同设备上一个单位像素色块的大小是不一样的3.3工业相机3、关键器件及技术参数3.1工业相机分逐行扫描和隔行扫描分全局曝光和卷帘曝光每秒显示帧数，即每秒更新图像的频率3、关键器件及技术参数

3.4视觉系统分类：3、关键器件及技术参数

3.4视觉系统分类：3、关键器件及技术参数

3.4视觉系统分类：3、关键器件及技术参数

3.4视觉系统分类：3、关键器件及技术参数

3.4视觉系统分类：3D系统3D机器视觉系统通常由多台相机或者一台或多台激光位移传感器组成。在机器人引导应用中，由多台相