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机器视觉—视觉检测中如何选镜头助你事半功倍|星上维智能科技
发布时间: 2019-06-28
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机器视觉作为人工智能的分支在过去的几年里一直处于持续的高速发展阶段,放在机器人身上使得机器人也已经具备了相当高的智能化特点。但是对于人类所希望看到的机器人来说,这显然还是远远不够的。机器人也不可能一下子就变得非常智能化。而镜头作为机器视觉系统的眼睛,在整个系统设计中它的重要性不言而喻,镜头是图像采集的重要成像部件,一般用户在进行系统设计时往往对镜头的选择重视不够,导致不能得到理想的图像,甚至导致系统开发失败。所以机器视觉镜头选型的正确与否直接影响着整个机器视觉系统。

 

就目前机器视觉定位检测市场的血雨腥风,教你选镜头助你事半功倍

 

在整个检测流程中,镜头是图像采集的重要组成要素,因此工业镜头选型的正确与否至关重要。主要有以下几点需要先确认:

1、 系统运动或者静止:速度快慢会影响拍照位置的偏移以及导致采集的图片产生畸变;

2、 机器视觉镜头的工作环境和样品的大小;

3、 对安装空间有限制要求的:工业镜头的大小、长度及其他参数;

4、 是否需要在镜头上加光源:根据现场环境和目标成像效果,选择合适的光源;

5、 对光谱响应有特殊要求:比如,对于紫外环境,普通的玻璃镜头会吸收几乎所有紫外光;

6、 是否有其他特殊构件;

 

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根据拍摄物体现场环境和实际需求,考虑是否需要景深比较大的镜头。比如,有些检测或测量中必须与工业相机成一定角度,且要求整个物体成像清晰;被测目标不在同一个平面上,这就需要考虑镜头的景深。焦距越短,景深越大;光圈越小,景深越大;镜头离物体的距离越远,景深越大。小光圈和良好的光线使聚焦更简单,但是小光圈会丧失物体的精细结构,相机芯片像元越大景深越大。

 

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镜头部分参数:

1.最大帧率/行频:相机采集传输图像的速率,对于面阵相机一般为每秒采集的帧数,对于线阵相机为每秒采集的行数。

2.分辨率:相机每次采集图像的像素点数,对于数字工业相机一般是直接与光电传感器的像元数对应的。

3.像素深度:即每像素数据的位数,一般常用的是8Bit,对于数字工业相机一般还会有10Bit、12Bit等。

4.曝光方式和快门速度:对于线阵相机都是逐行曝光的方式,可以选择固定行频和外触发同步的采集方式,曝光时间可以与行周期一致,也可以设定一个固定的时间;面阵工业相机有帧曝光、场曝光和滚动行曝光等几种常见方式,工业相机一般都提供外触发采图的功能。快门速度一般可到10微秒,高速工业相机还可以更快。

5.像元尺寸:像元大小和像元数(分辨率)共同决定了相机靶面的大小。目前工业相机像元尺寸一般为3μm-10μm,一般像元尺寸越小,制造难度越大,图像质量也越不容易提高。

6.光谱响应特性:是指该像元传感器对不同光波的敏感特性,一般响应范围是350nm-1000nm,一些相机在靶面前加了一个滤镜,滤除红外光线,如果系统需要对红外感光时可去掉该滤镜。

 

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镜头的选择:

1、芯片大小和相机接口 :选择匹配的相机接口和芯片尺寸规格,比如2/3"镜头支持最大的工业相机耙面为2/3",它是不能支持1英寸以上的工业相机。

2、景深要求:对于有景深要求的项目,尽可能使用小的光圈;在选择放大倍率的镜头时,在项目许可下尽可能选用低倍率镜头。如果项目要求比较苛刻时,倾向选择高景深的尖端镜头。

3、视野范围、光学放大倍数及工作距离:在选择镜头时,我们会选择比被测物体视野稍大一点的镜头,以有利于运动控制。

4、安装环境:根据需求注意与光源的配合,选择合适的镜头。

 

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