机器视觉组成部分及基础知识.pptx

1、机器视觉组成部分及基础知识,计算机视觉系统组成：,图像处理,姿态,机器视觉市场,机器视觉系统中部件包括： 光源、工业摄像机、图像采集卡、镜头、图像处理设备等。 机器视觉市场包括: 部件生产商【部门工作】 代理商 【部门工作】 系统集成商【系统部工作】,计算机视觉系统组成光源,图像处理,姿态,光源光源的种类,高频荧光灯,卤素灯,LED灯,光源光源性能对比,光源 LED光源特点,可制成各种形状、尺寸及各种照射角度； 可根据需要制成各种颜色，并可随时调节亮度； 散热效果更好，光亮度更稳定； 使用寿命长（约3万小时，间断使用寿命更长）； 反应快捷，可在10us或更短的时间内达到最大亮度； 电源带有外触

2、发，可以用作频闪灯； 运行成本低、寿命长的LED，会在综合成本和性能方面体现出更大的优势； 可根据客户的需要，进行特殊设计。,光源 LED光源的颜色,主要颜色 红色 蓝色 绿色 白色 其他颜色 橙色 红外 紫外,照明技术之一,直射光和漫射光 (Regular light & Diffused light),照明技术之一,镜面反射和漫反射 (Regular reflection & Diffused reflection),照明技术之二,明视野和暗视野 (Bright field & Dark field),照明技术之二,照明技术之二,案例：塑料饮料瓶肩部OCR条型照明(直接光),照明技术之三,

3、折射照明 (Refraction light) 光由一种介质(物质)斜射到另一种介质，传播方向发生改变 当入射角满足一定的条件时，不会发生折射,照明技术之三,案例：钻石棱角测定,照明技术之四,透射照明 (Penetrating light)背光的运用 透射照明，即使光线透射对象物，并观察其透射光的照明手法 因材质和厚度不同，对光的透过特性(透明度)各异 光根据其波长之长短，对物质的穿透能力(穿透率)各异 波长越长，对物质的透过力越强。 波长越短，在物质表面的扩散率(反射和透射的比率)越大,案例一：读取塑封带内的TSOP型号,照明技术之四,案例二：药片包装 (LDL-TP-51x51),照明技术

4、之四,照明技术之五,色和补色 (Utilization of color),照明技术之五,非发光物体的颜色,照明技术之五,案例,照明技术之五,照明技术之五,案例二：金属涂层的表面检测,光源光源配件的应用,偏光器(Polarizer),偏光技术的应用,光源光源配件的应用,防外乱光滤镜(Shape-cut filter),光源光源配件的应用,防外乱光滤镜的应用金属工件的轮廓检测,光源光源配件的应用,光线控制薄膜(Light control film),排列着微细遮光线条的塑料薄膜 由微细遮光线条控制光线的方向和指向性 将散射光转化为类似平行光,光源光源配件的应用,光线控制薄膜的应用螺钉的轮廓检测,

5、光源光源配件的应用,计算机视觉系统组成镜头,图像处理,姿态,镜头主要参数,镜头影响图像质量的关键因素,镜头焦距，物距，成像尺寸,镜头的分辨率,影响分辨率的主要因素： 镜头结构、材质、加工精度等。 其它因素： 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变焦镜头分辨率高； 短焦镜头一般边缘分辨率比中心低，长焦镜头一般中心比边缘分辨率低。,焦距计算公式,焦距f,工作距离L,视野W,物方,传感器大小d,像方,焦距标准计算方法: f = L / ( 1 + 1/ ) 方法倍率 = d / W,焦距快速计算方法: d / W = f / L f = d * L /

6、W,景深的概念,景深计算公式,物方景深的计算机公式： DOF = 2 * working F# * circle of confusion / magnification2 其中： working F# = F#(infinity) * (1+magnification ratio) F#(infinity) = 光圈值 (当被测物在无限远处) Working F# =光圈值 (被测物在近处) Magnification ratio = 放大倍率 （计算方法：传感器的大小 / 视野） DOF (object)= 景深(物方) Circle of confusion = 模糊圆。当一点光投影在一

7、张纸上，如果焦点十分准确，理论上会形成一点的影像，但如果焦点错落于焦点之前或之后附近，会变成一个模糊的圆，即模糊圆（简称CoC）。经验值：像圆尺寸的3倍,景深影响因素,镜头光圈 光圈越大，景深越小；光圈越小，景深越大； 镜头焦距 镜头焦距越长，景深越小；焦距越短，景深越大； 拍摄距离 距离越远，景深越大；距离越近，景深越小。,计算机视觉系统组成摄像机,图像处理,姿态,工业摄像机典型结构,相机镜头接口 C-mount CS-mount F-mount M42 M72 等,图像传感器,参数控制模块 调整 曝光时间 调整增益 等相机参数 预处理模块 自动白平衡 3A控制 Bayer变换 等预处理功能,IO控制模块 供电 触发信号 闪光同步信号,数据传输模块 接口类型 USB2.0 CameraLink GigE Ethernet 1394a/b 光纤 USB3.0 1394S3200 HSLink .,智能相机处理器 DSP ARM PowerPC 等,工业摄像机传感芯片,工业摄像机曝光方式和扫描方式,工业摄像机传感芯片,黑白面阵相机,彩色面阵相机,黑白线阵相机,3线彩色线阵相机,双线彩色线阵相机,其他,3CCD相机,2CCD面阵相机,工业相机接口及