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2023-01-09 13:04:30 long8唯一中国官方网站
圖像獲取：光源①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫⑬⑭⑮⑯、鏡頭ⒺⒻⒼⒽⒾⒿⓀⓁⓂⓃⓄⓅⓆⓇⓈⓉ、相機☧☬☸✡♁✙♆。，、＇：∶；、采集卡⒔⒕⒖⒗⒘⒙⒚⒛ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨⅩⅪⅫⅰⅱ、機械平臺⒃⒄⒅⒆⒇⒈⒉⒊⒋⒌⒍⒎⒏⒐⒑⒒⒓。圖像處理與分析：工控主機❋❀⚘☑✓✔√☐☒✗✘ㄨ✕✖✖⋆✢✣、圖像處理分析軟件⒔⒕⒖⒗⒘⒙⒚⒛ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨⅩⅪⅫⅰⅱ、圖形交互界面♦☜☞☝✍☚☛☟✌✽✾✿❁❃。判決執行：電傳單元⒔⒕⒖⒗⒘⒙⒚⒛ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨⅩⅪⅫⅰⅱ、機械單元ⓊⓋⓌⓍⓎⓏⓐⓑⓒⓓⓔⓕⓖⓗⓘⓙ。
光源——光路原理
照相機并不能看見物體㈠㈡㈢㈣㈤㈥㈦，而是看見從物體表面反射過來的光✤✥❋✦✧✩✰✪✫✬✭✮✯❂✡★✱✲✳✴。
鏡面反射：平滑表面以對頂角反射光線♀☿☼☀☁☂☄。漫射反射：粗糙表面會從各個方向漫射光線♦☜☞☝✍☚☛☟✌✽✾✿❁❃。發散反射：多數表面既有紋理ⓣⓤⓥⓦⓧⓨⓩ，又有平滑表面⒜⒝⒞⒟⒠⒡⒢⒣⒤，會對光線進行發散反射☾☽❄☃。
光源——作用和要求
在機器視覺中的作用✵✶✷✸✹✺✻✼❄❅，照亮目標❣❦❧♡۵，提高亮度✤✥❋✦✧✩✰✪✫✬✭✮✯❂✡★✱✲✳✴，形成有利于圖像處理的效果☾☽❄☃，克服環境光照影響⑰⑱⑲⑳⓪⓿❶❷❸❹❺，保證圖像穩定性♀☿☼☀☁☂☄，用作測量的工具或參照❋❀⚘☑✓✔√☐☒✗✘ㄨ✕✖✖⋆✢✣，良好的光場設計要求♦☜☞☝✍☚☛☟✌✽✾✿❁❃，對比度明顯⒜⒝⒞⒟⒠⒡⒢⒣⒤，目標與背景的邊界清晰⒃⒄⒅⒆⒇⒈⒉⒊⒋⒌⒍⒎⒏⒐⒑⒒⒓，背景盡量淡化而且均勻♀☿☼☀☁☂☄，不干擾圖像處理ⓚⓛⓜⓝⓞⓟⓠⓡⓢ，與顏色有關的還需要顏色真實❻❼❽❾❿⓫⓬⓭⓮⓯⓰，亮度適中❣❦❧♡۵，不過曝或欠曝✤✥❋✦✧✩✰✪✫✬✭✮✯❂✡★✱✲✳✴。
光源——光場構造
明場： 光線反射進入照相機;暗場：光線反射離開照相機♀☿☼☀☁☂☄。
光源——構造光源
使用不同照明技術對被測目標會產生不同的影響⒥⒦⒧⒨⒩⒪⒫⒬⒭⒮⒯⒰⒱⒲⒳⒴⒵❆❇❈❉❊†☨✞✝☥☦☓☩☯，以滾珠軸承為例：
相機
種類：線&面✺ϟ☇♤♧♡♢♠♣♥、隔/逐☾☽❄☃、黑/彩⓱⓲⓳⓴⓵⓶⓷⓸⓹⓺⓻⓼⓽⓾、數/模☈⊙☉℃℉❅、低/高①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫⑬⑭⑮⑯、CCD/CMOS㈧㈨㈩⑴⑵⑶⑷⑸⑹⑺⑻⑼⑽⑾⑿⒀⒁⒂。指標：象元尺寸ⓊⓋⓌⓍⓎⓏⓐⓑⓒⓓⓔⓕⓖⓗⓘⓙ、分辨率☧☬☸✡♁✙♆。，、＇：∶；、靶面大小✺ϟ☇♤♧♡♢♠♣♥、感應曲線❣❦❧♡۵、動態范圍⒃⒄⒅⒆⒇⒈⒉⒊⒋⒌⒍⒎⒏⒐⒑⒒⒓、靈敏度ⓚⓛⓜⓝⓞⓟⓠⓡⓢ、速度噪聲☧☬☸✡♁✙♆。，、＇：∶；、填充因子❋❀⚘☑✓✔√☐☒✗✘ㄨ✕✖✖⋆✢✣、體積❻❼❽❾❿⓫⓬⓭⓮⓯⓰、質量㈧㈨㈩⑴⑵⑶⑷⑸⑹⑺⑻⑼⑽⑾⑿⒀⒁⒂、工作環境等①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫⑬⑭⑮⑯。工作模式：Free run❋❀⚘☑✓✔√☐☒✗✘ㄨ✕✖✖⋆✢✣、Trigger(多種)✤✥❋✦✧✩✰✪✫✬✭✮✯❂✡★✱✲✳✴、長時間曝光等☾☽❄☃。傳輸方式：GIGE✵✶✷✸✹✺✻✼❄❅，Cameralinker,模擬⒥⒦⒧⒨⒩⒪⒫⒬⒭⒮⒯⒰⒱⒲⒳⒴⒵❆❇❈❉❊†☨✞✝☥☦☓☩☯。
相機——按照圖像傳感器區分
CCD相機(Charge Coupled Device) ：使用CCD感光芯片為圖像傳感器的相機,集光電轉換及電荷存貯⒔⒕⒖⒗⒘⒙⒚⒛ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨⅩⅪⅫⅰⅱ、電荷轉移ⅲⅳⅴⅵⅶⅷⅸⅹⒶⒷⒸⒹ、信號讀取于一體❻❼❽❾❿⓫⓬⓭⓮⓯⓰，是典型的固體成像器件ⅲⅳⅴⅵⅶⅷⅸⅹⒶⒷⒸⒹ。 CMOS相機(Complementary Metal Oxide Semiconductor )：使用CMOS感光芯片為圖像傳感器的相機 ,將光敏元陣列⒃⒄⒅⒆⒇⒈⒉⒊⒋⒌⒍⒎⒏⒐⒑⒒⒓、圖像信號放大器㈧㈨㈩⑴⑵⑶⑷⑸⑹⑺⑻⑼⑽⑾⑿⒀⒁⒂、信號讀取電路①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫⑬⑭⑮⑯、模數轉換電路✺ϟ☇♤♧♡♢♠♣♥、圖像信號處理器及控制器集成在一塊芯片上ⒺⒻⒼⒽⒾⒿⓀⓁⓂⓃⓄⓅⓆⓇⓈⓉ，還具有局部像素的編程隨機訪問的優點♦☜☞☝✍☚☛☟✌✽✾✿❁❃。
相機——按照輸出圖像顏色區分
單色相機：輸出圖像為單色圖像的相機✺ϟ☇♤♧♡♢♠♣♥。彩色相機：輸出圖像為彩色圖像的相機☾☽❄☃。
相機——按輸出信號區分
模擬信號相機：從傳感器中傳出的信號❣❦❧♡۵，被轉換成模擬電壓信號ⒺⒻⒼⒽⒾⒿⓀⓁⓂⓃⓄⓅⓆⓇⓈⓉ，即普通視頻信號后再傳到圖像采集卡中①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫⑬⑭⑮⑯。數字信號相機：信號自傳感器中的像素輸出后☧☬☸✡♁✙♆。，、＇：∶；，在相機內部直接數字化并輸出⒥⒦⒧⒨⒩⒪⒫⒬⒭⒮⒯⒰⒱⒲⒳⒴⒵❆❇❈❉❊†☨✞✝☥☦☓☩☯。數字相機又包含1394相機①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫⑬⑭⑮⑯、USB相機⓱⓲⓳⓴⓵⓶⓷⓸⓹⓺⓻⓼⓽⓾、Gige相機☈⊙☉℃℉❅、CameraLink相機等♦☜☞☝✍☚☛☟✌✽✾✿❁❃。
相機——按照傳感器類型區分
面掃描相機：傳感器上像素呈面狀分布的相機웃유ღ♋♂，其所成圖像為二維“面”圖像㈧㈨㈩⑴⑵⑶⑷⑸⑹⑺⑻⑼⑽⑾⑿⒀⒁⒂。線掃描相機：傳感器上呈線狀(一行或三行)分布的相機①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫⑬⑭⑮⑯，其所成圖像為一維“線”圖像⒥⒦⒧⒨⒩⒪⒫⒬⒭⒮⒯⒰⒱⒲⒳⒴⒵❆❇❈❉❊†☨✞✝☥☦☓☩☯。
相機——CMOS VS CCD
相機——傳感器的尺寸
圖像傳感器感光區域的面積大小✵✶✷✸✹✺✻✼❄❅。這個尺寸直接決定了整個系統的物理放大率⒃⒄⒅⒆⒇⒈⒉⒊⒋⒌⒍⒎⒏⒐⒑⒒⒓。如：1/3“✺ϟ☇♤♧♡♢♠♣♥、1/2”等웃유ღ♋♂。絕大多數模擬相機的傳感器的長寬比例是4：3 (H：V)ⒺⒻⒼⒽⒾⒿⓀⓁⓂⓃⓄⓅⓆⓇⓈⓉ，數字相機的長寬比例則包括多種：1：1❣❦❧♡۵，4：3⒥⒦⒧⒨⒩⒪⒫⒬⒭⒮⒯⒰⒱⒲⒳⒴⒵❆❇❈❉❊†☨✞✝☥☦☓☩☯，3：2 等㈠㈡㈢㈣㈤㈥㈦。
相機——像素
是成像于相機芯片的圖像的最小組成單位❋❀⚘☑✓✔√☐☒✗✘ㄨ✕✖✖⋆✢✣。以200萬像素的相機為例❻❼❽❾❿⓫⓬⓭⓮⓯⓰，滿屏有1600*1200個像素,成像于1/1.8英寸大小的CCD芯片ⓊⓋⓌⓍⓎⓏⓐⓑⓒⓓⓔⓕⓖⓗⓘⓙ。
相機——分辨率
由相機所采用的芯片分辨率決定ⅲⅳⅴⅵⅶⅷⅸⅹⒶⒷⒸⒹ，是芯片靶面排列的像元數量⒔⒕⒖⒗⒘⒙⒚⒛ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨⅩⅪⅫⅰⅱ。通常面陣相機的分辨率用水平和垂直分辨率兩個數字表示☧☬☸✡♁✙♆。，、＇：∶；，如：1920(H)x 1080(V)☈⊙☉℃℉❅，前面的數字表示每行的像元數量㈠㈡㈢㈣㈤㈥㈦，即共有1920個像元☧☬☸✡♁✙♆。，、＇：∶；，后面的數字表示像元的行數❋❀⚘☑✓✔√☐☒✗✘ㄨ✕✖✖⋆✢✣，即1080行①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫⑬⑭⑮⑯。
相機——幀率和行頻
由相機的幀率/行頻表示相機采集圖像的頻率⒃⒄⒅⒆⒇⒈⒉⒊⒋⒌⒍⒎⒏⒐⒑⒒⒓，通常面陣相機用幀率表示ⓚⓛⓜⓝⓞⓟⓠⓡⓢ，單位fps(Frame Per second)♦☜☞☝✍☚☛☟✌✽✾✿❁❃，如30fps,表示相機在1秒鐘內最多能采集30幀圖像;線性相機通常用行頻表示⒔⒕⒖⒗⒘⒙⒚⒛ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨⅩⅪⅫⅰⅱ，單位KHz,如12KHz表示相機在1秒鐘內最多能采集12000行圖像數據♦☜☞☝✍☚☛☟✌✽✾✿❁❃。
相機--快門速度(Shutter Speed)
CCD/CMOS相機多數采用電子快門⑰⑱⑲⑳⓪⓿❶❷❸❹❺，通過電信號脈沖的寬度來控制傳感器的光積分(曝光)時間✤✥❋✦✧✩✰✪✫✬✭✮✯❂✡★✱✲✳✴。對于一般性能的的相機快門速度可以達到1/10000-1/100000秒⒜⒝⒞⒟⒠⒡⒢⒣⒤。 卷簾快門(Rolling Shutter)：多數CMOS圖像傳感器上使用的快門㈧㈨㈩⑴⑵⑶⑷⑸⑹⑺⑻⑼⑽⑾⑿⒀⒁⒂，其特征是逐行曝光✺ϟ☇♤♧♡♢♠♣♥，每一行的曝光時間不一致ⅲⅳⅴⅵⅶⅷⅸⅹⒶⒷⒸⒹ。全局快門(Global Shutter)：CCD傳感器和極少數CMOS傳感器采用的快門㈧㈨㈩⑴⑵⑶⑷⑸⑹⑺⑻⑼⑽⑾⑿⒀⒁⒂，傳感器上所有像素同時刻曝光♀☿☼☀☁☂☄。
相機——智能相機
智能工業相機是一種高度集成化的微小型機器視覺系統웃유ღ♋♂。它將圖像的采集ⓊⓋⓌⓍⓎⓏⓐⓑⓒⓓⓔⓕⓖⓗⓘⓙ、處理與通信功能集成于單一相機內✤✥❋✦✧✩✰✪✫✬✭✮✯❂✡★✱✲✳✴，從而提供了具有多功能⒥⒦⒧⒨⒩⒪⒫⒬⒭⒮⒯⒰⒱⒲⒳⒴⒵❆❇❈❉❊†☨✞✝☥☦☓☩☯、模塊化☈⊙☉℃℉❅、高可靠性☾☽❄☃、易于實現的機器視覺解決方案❣❦❧♡۵。智能工業相機一般由圖像采集單元✺ϟ☇♤♧♡♢♠♣♥、圖像處理單元♦☜☞☝✍☚☛☟✌✽✾✿❁❃、圖像處理軟件㈠㈡㈢㈣㈤㈥㈦、網絡通信裝置等構成ⒺⒻⒼⒽⒾⒿⓀⓁⓂⓃⓄⓅⓆⓇⓈⓉ。由于應用了最新的 DSP✤✥❋✦✧✩✰✪✫✬✭✮✯❂✡★✱✲✳✴、FPGA及大容量存儲技術㈠㈡㈢㈣㈤㈥㈦，其智能化程度不斷提高♦☜☞☝✍☚☛☟✌✽✾✿❁❃，可滿足多種機器視覺的應用需求❋❀⚘☑✓✔√☐☒✗✘ㄨ✕✖✖⋆✢✣。
鏡頭——主要參數
工業的鏡頭大都是多組鏡片組合在一起的⑰⑱⑲⑳⓪⓿❶❷❸❹❺。計算時會忽略厚度對透鏡的影響將其等效成沒有厚度的播透鏡模型✵✶✷✸✹✺✻✼❄❅，即理想凸透鏡㈠㈡㈢㈣㈤㈥㈦。
參數：焦距/視場/物距/像距/光圈/景深/分辨力/放大倍數/畸變/接口
分辨率：對色彩和紋理的分辨能力♦☜☞☝✍☚☛☟✌✽✾✿❁❃。
畸變：鏡頭中心區域和四周區域的放大倍數不相同ⓊⓋⓌⓍⓎⓏⓐⓑⓒⓓⓔⓕⓖⓗⓘⓙ。
畸變的校正一般用黑白分明的方格圖像來進行✺ϟ☇♤♧♡♢♠♣♥，過程并不復雜ⒺⒻⒼⒽⒾⒿⓀⓁⓂⓃⓄⓅⓆⓇⓈⓉ。一般如果畸變小于2%♀☿☼☀☁☂☄，人眼觀察不到;若畸變小于CCD的一個像素♀☿☼☀☁☂☄，攝像機也看不見⒥⒦⒧⒨⒩⒪⒫⒬⒭⒮⒯⒰⒱⒲⒳⒴⒵❆❇❈❉❊†☨✞✝☥☦☓☩☯。
鏡頭——遠心鏡頭
在測量系統中☧☬☸✡♁✙♆。，、＇：∶；，物距常發生變化⒃⒄⒅⒆⒇⒈⒉⒊⒋⒌⒍⒎⒏⒐⒑⒒⒓，從而使像高發生變化⑰⑱⑲⑳⓪⓿❶❷❸❹❺，所以測得的物體尺寸也發生變化♀☿☼☀☁☂☄，即產生了測量誤差;即使物距是固定的✵✶✷✸✹✺✻✼❄❅，也會因為CCD敏感表面不易精確調整在像平面上①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫⑬⑭⑮⑯，同樣也會產生測量誤差㈠㈡㈢㈣㈤㈥㈦。采用遠心物鏡中的像方遠心物鏡可以消除物距變化帶來的測量誤差ⓚⓛⓜⓝⓞⓟⓠⓡⓢ，而物方遠心物鏡則可以消除CCD位置不準帶來的測量誤差ⅲⅳⅴⅵⅶⅷⅸⅹⒶⒷⒸⒹ。
