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终于有人讲透了什么是机器视觉!
发布日期:2019-12-05  /  浏览: 0



2.镜头

4.图像采集/处理卡

6.其它外部设备 

相机篇

工业相机又俗称摄像机,相比于传统的民用相机(摄像机)而言,它具有高的图像稳定性、高传输能力和高抗干扰能力等,目前市面上工业相机大多是基于CCD(Charge Coupled Device)或CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)芯片的相机。

其中,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图像传感器的开发则最早出现在20世纪70 年代初,90 年代初期,随着超大规模集成电路 (VLSI) 制造工艺技术的发展,CMOS图像传感器得到迅速发展。

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。

目前,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。

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如何选择:

1、根据应用的不同分别选用CCD或CMOS相机CCD工业相机主要应用在运动物体的图像提取,如贴片机机器视觉,当然随着CMOS技术的发展,许多贴片机也在选用CMOS工业相机。用在视觉自动检查的方案或行业中一般用CCD工业相机比较多。CMOS工业相机由成本低,功耗低也应用越来越广泛。

2、分辨率的选择首先考虑待观察或待测量物体的精度,根据精度选择分辨率。相机像素精度=单方向视野范围大小/相机单方向分辨率。则相机单方向分辨率=单方向视野范围大小/理论精度。若单视野为5mm长,理论精度为0.02mm,则单方向分辨率=5/0.02=250。然而为增加系统稳定性,不会只用一个像素单位对应一个测量/观察精度值,一般可以选择倍数4或更高。这样该相机需求单方向分辨率为1000,选用130万像素已经足够。

其次看工业相机的输出,若是体式观察或机器软件分析识别 ,分辨率高是有帮助的;若是VGA输出或USB输出,在显示器上观察,则还依赖于显示器的分辨率,工业相机的分辨率再高,显示器分辨率不够,也是没有意义的;利用存储卡或拍照功能,工业相机的分辨率高也是有帮助的。

3、与镜头的匹配传感器芯片尺寸需要小于或等于镜头尺寸,C或CS安装座也要匹配(或者增加转接口)。

4、相机帧数选择当被测物体有运动要求时,要选择帧数高的工业相机。但一般来说分辨率越高,帧数越低。


基础知识: 

镜头匹配 


C接口镜头可以与C接口摄像机、CS接口摄像机互用; 


摄像机如果使用配备小CCD尺寸的镜头,那么周边没有摄取到图像的部分呈现出黑色,我们称其为KERARE。 

镜头的作用:


光源篇

LED光源、卤素灯(光纤光源)、高频荧光灯。目前LED光源最常用,主要有如下几个特点:

· 可根据需要制成各种颜色,并可以随时调节亮度;

· 使用寿命长;

· 电源带有外触发,可以通过计算机控制,起动速度快,可以用作频闪灯;

· 可根据客户的需要,进行特殊设计。

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LED光源按形状通常可分为以下几类:

1、环形光源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:系列光源最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、AOI专用光源不同角度的三色光照明,照射凸显焊锡三维信息;外加漫射板导光,减少反光;不同角度组合;应用领域:用于电路板焊锡检测。

6、球积分光源具有积分效果的半球面内壁,均匀反射从底部360度发射出的光线,使整个图像的照度十分均匀。应用领域:合于曲面,表面凹凸,弧形表面检测,或金属、玻璃表面反光较强的物体表面检测。

7、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。

8、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。

9、组合条形光源四边配置条形光,每边照明独立可控;可根据被测物要求调整所需照明角度,适用性广。应用案例:CB基板检测,IC元件检测,焊锡检查,Mark点定位,显微镜照明,包装条码照明,球形物体照明等。

10、对位光源对位速度快;视场大;精度高;体积小,便于检测集成;亮度高,可选配辅助环形光源。应用领域:VA系列光源是全自动电路板印刷机对位的专用光源。

一、前提信息

1、检测内容


①想看什么?(异物、伤痕、缺损、标识、形状等)

③立体?平面?

⑤视野范围?


①工作距离(镜头下端到被测物表面距离)

③周围环境(温度、外乱光)



2.光根拠其波长之长短、对物质的穿透能力(穿透率)各异。

4.透射照明、即是使光线透射对象物、并観察其透过光之照明手法。

三、光源:

1.穏定均匀的光源极其重要

3.摂取图像时、最重要之处是如何鲜明地获得:被测物与背景的浓淡差


暗视野:用散乱光来観察对象物整体(直射光呈白色)具体的光源选取方法还在于试验的实践经验。


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