机器视觉自动检测技术之系统组成

机器视觉自动检测技术：系统组成

PC—BASED机器视觉系统组成：相机、镜头、光源、传感器、图像采集卡、PC平台、视觉处理软件、控制单元。

1. 相机

 

按感光芯片分类：CCD、CMOS

CCD相机成像质量高，CMOS低成本、低功耗。

按像元排列方式：面扫描、线扫描

面扫描相机拍摄影像时大量传感器同时瞬间捕捉影像，一次曝光完成；运动物体用频闪照明；图像用一个事件触发采集。

相机主要特性：分辨率、帧率、曝光方式、快门速度、像素深度、固有图像噪声、动态范围、光学接口

2. 镜头

主要参数：

焦距：焦距大，视角大

光圈：调整进光量

视野范围：相机实际拍到区域的尺寸

工作距离：镜头第一个工作面到被测物体的距离

像面尺寸：像面尺寸大于CCD尺寸

畸变：源于镜头制造误差

工作波长与透过率：

景深：指在被摄物体聚焦清楚后，在物体前后一定距离内，其影像仍然清晰的范围。光圈大，景深小；焦距长，景深小；距离物体近，景深小。

3. 数字图像数据传输方式

IEEE39、USB传输、Camera Link传输、无线传输

4. 偏振片

偏振片较有效地消除了强反射光线及散射光，使光线变得柔和，消除光反射产生的影响从而突出表面的细节。

5. 光源

分类：自然光源、人工光源

目前常用：发光二极管（LED）

光源布置应能保证需要检测的特征突出于其他背景。

LED光源照明设计：

5.1 垂直直射环形光源

 

5.2带角度直射环形光源

 

5.3低角度直射环形光源

 

5.4水平直射环形光源

5.1与5.2为明视野照明，故被测物体表面大部分反光都能进相机，故背景呈白色，表面特征呈黑色；5.3与5.4为暗视野照明，被测物体表面大部分反光都不进入相机，故背景呈黑色，表面特征呈白色，突出物体表面瑕疵。

5.5无影环形光源（Dome灯）

完全消除阴影，实现全空间区域的漫射光照明，对于凹凸不平的表面检测起到特殊作用，主要用于球形或曲面物体缺陷检测以及金属、镜面或玻璃等具有光泽物体的表面检测。

5.5无影环形光源（Dome灯）

 

5.6同轴光源

5.6同轴光源

指与相机的轴向有相同方向的光照射到物体表面，用于观察非常平整或抛光的具有镜面特性表面的瑕疵，还可实现表面角度变化部分高亮。

5.7背光源

光源放置在相对于摄像头的物体的背面，可以检测物体轮廓以及透明物体的纯净度，但会丢失表面特征。

5.7 背光源

LED光源颜色选型：

波长越长，对物体穿透力越强；波长越短，对物体扩散率越大。故检测物体表面质量，适宜波长短的蓝光；检测透明物体纯净度，适宜波长长的红光。（来源：知乎Anthony）