鏡頭篇鏡頭的基本功能就是實(shí)現(xiàn)光束變換（調(diào)制），在機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)中，鏡頭的主要作用是將成像目標(biāo)在圖像傳感器的光敏面上。鏡頭的質(zhì)量直影響到機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的整體性能，合理地選擇和安裝鏡頭，是機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)?；A(chǔ)知識(shí)鏡頭匹配：大家如何選擇合

鏡頭篇

鏡頭的基本功能就是實(shí)現(xiàn)光束變換（調(diào)制），在機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)中，鏡頭的主要作用是將成像目標(biāo)在圖像傳感器的光敏面上。鏡頭的質(zhì)量直影響到機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的整體性能，合理地選擇和安裝鏡頭，是機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)。

基礎(chǔ)知識(shí)

鏡頭匹配 ：大家如何選擇合適鏡頭，鏡頭選配時(shí)需要選擇與攝像機(jī)接口和CCD的尺寸相匹配的鏡頭。鏡頭C和CS的接口方式占主流。小型的安防用的CS接口攝像機(jī)得到普及、FA行業(yè)則大部分是C接口的攝像機(jī)與鏡頭的組合。對(duì)應(yīng)的CCD尺寸、市場(chǎng)上一般根據(jù)用途使用2/3寸到1/3寸的產(chǎn)品。

互換性：C接口鏡頭可以與C接口攝像機(jī)、CS接口攝像機(jī)互用； CS接口鏡頭不可以應(yīng)用在C接口攝像機(jī)，只可以應(yīng)用在CS接口攝像機(jī)。

KERARE ：攝像機(jī)如果使用配備小CCD尺寸的鏡頭，那么周邊沒(méi)有攝取到圖像的部分呈現(xiàn)出黑色，我們稱(chēng)其為KERARE。

鏡頭：將折射率不同的各種硝材通過(guò)研磨，加工成高精度的曲面、把這些鏡頭進(jìn)行組合，就是設(shè)計(jì)鏡頭。從伽利略時(shí)代開(kāi)始使用的普遍技術(shù)是其基本原理。為得到更清晰的圖像，一直在研究開(kāi)發(fā)試制新的硝材和非球面鏡片。

光源篇

LED光源、鹵素?zé)簦ü饫w光源）、高頻熒光燈。目前LED光源最常用，主要有如下幾個(gè)特點(diǎn)：

· 可制成各種形狀、尺寸及各種照射角度；

· 可根據(jù)需要制成各種顏色，并可以隨時(shí)調(diào)節(jié)亮度；

· 通過(guò)散熱裝置，散熱效果更好，光亮度更穩(wěn)定；

· 使用壽命長(zhǎng)；

· 反應(yīng)快捷，可在10微秒或更短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到最大亮度；

· 電源帶有外觸發(fā)，可以通過(guò)計(jì)算機(jī)控制，起動(dòng)速度快，可以用作頻閃燈；

· 運(yùn)行成本低、壽命長(zhǎng)的LED，會(huì)在綜合成本和性能方面體現(xiàn)出更大的優(yōu)勢(shì)；

· 可根據(jù)客戶(hù)的需要，進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)。

LED光源按形狀分類(lèi)

1、環(huán)形光源環(huán)形光源提供不同照射角度、不同顏色組合，更能突出物體的三維信息；高密度LED陣列，高亮度；多種緊湊設(shè)計(jì)，節(jié)省安裝空間；解決對(duì)角照射陰影問(wèn)題；可選配漫射板導(dǎo)光，光線均勻擴(kuò)散。應(yīng)用領(lǐng)域:PCB基板檢測(cè)，IC元件檢測(cè)，顯微鏡照明，液晶校正，塑膠容器檢測(cè)，集成電路印字檢查。

2、背光源用高密度LED陣列面提供高強(qiáng)度背光照明，能突出物體。的外形輪廓特征，尤其適合作為顯微鏡的載物臺(tái)。紅白兩用背光源、紅藍(lán)多用背光源，能調(diào)配出不同顏色，滿(mǎn)足不同被測(cè)物多色要求。應(yīng)用領(lǐng)域:機(jī)械零件尺寸的測(cè)量，電子元件、IC的外型檢測(cè)，膠片污點(diǎn)檢測(cè)，透明物體劃痕檢測(cè)等。

3、條形光源條形光源是較大方形結(jié)構(gòu)被測(cè)物的首選光源；顏色可根據(jù)需求搭配，自由組合；照射角度與安裝隨意可調(diào)。應(yīng)用領(lǐng)域:金屬表面檢查，圖像掃描，表面裂縫檢測(cè)，LCD面板檢測(cè)等。

4、同軸光源同軸光源可以消除物體表面不平整引起的陰影，從而減少干擾；部分采用分光鏡設(shè)計(jì)，減少光損失，提高成像清晰度，均勻照射物體表面。應(yīng)用領(lǐng)域:系列光源最適宜用于反射度極高的物體，如金屬、玻璃、膠片、晶片等表面的劃傷檢測(cè)，芯片和硅晶片的破損檢測(cè)，Mark點(diǎn)定位，包裝條碼識(shí)別。

5、AOI專(zhuān)用光源不同角度的三色光照明，照射凸顯焊錫三維信息；外加漫射板導(dǎo)光，減少反光；不同角度組合；應(yīng)用領(lǐng)域:用于電路板焊錫檢測(cè)。

6、球積分光源具有積分效果的半球面內(nèi)壁，均勻反射從底部360度反射出的光線，使整個(gè)圖像的照度十分均勻。應(yīng)用領(lǐng)域:合于曲面，表面凹凸，弧形表面檢測(cè)，或金屬、玻璃表面反光較強(qiáng)的物體表面檢測(cè)。

7、線形光源超高亮度，采用柱面透鏡聚光，適用于各種流水線連續(xù)檢測(cè)場(chǎng)合。應(yīng)用領(lǐng)域:陣相機(jī)照明專(zhuān)用，AOI專(zhuān)用。

8、點(diǎn)光源大功率LED，體積小，發(fā)光強(qiáng)度高；光纖鹵素?zé)舻奶娲罚绕溥m合作為鏡頭的同軸光源燈；高效散熱裝置，大大提高光源的使用壽命。應(yīng)用領(lǐng)域:適合遠(yuǎn)心鏡頭使用，用于芯片檢測(cè)，Mark點(diǎn)定位，晶片及液晶玻璃底基校正。

9、組合條形光源四邊配置條形光，每邊照明獨(dú)立可控；可根據(jù)被測(cè)物要求調(diào)整所需照明角度，適用性廣。應(yīng)用案例:CB基板檢測(cè)，IC元件檢測(cè)，焊錫檢查，Mark點(diǎn)定位，顯微鏡照明，包裝條碼照明，球形物體照明等。

10、對(duì)位光源對(duì)位速度快；視場(chǎng)大；精度高；體積小，便于檢測(cè)集成；亮度高，可選配輔助環(huán)形光源。應(yīng)用領(lǐng)域:VA系列光源是全自動(dòng)電路板印刷機(jī)對(duì)位的專(zhuān)用光源。

光源的選型

一、前提信息

1、檢測(cè)內(nèi)容

外觀檢查、OCR、尺寸測(cè)定、定位

2、對(duì)象物

①想看什么？（異物、傷痕、缺損、標(biāo)識(shí)、形狀等）

②表面狀態(tài)（鏡面、糙面、曲面、平面）

③立體？平面？

④材質(zhì)、表面顏色

⑤視野范圍？

⑥動(dòng)態(tài)還是靜態(tài)（相機(jī)快門(mén)速度）

3、限制條件

①工作距離（鏡頭下端到被測(cè)物表面距離）

②設(shè)置條件（照明的大小、照明下端到被測(cè)物表面的距離、反射型or透射型）

③周?chē)h(huán)境（溫度、外觀光）

④相機(jī)的種類(lèi)，面陣or線陣

二、簡(jiǎn)單的預(yù)備知識(shí)：

1．因材質(zhì)和厚度不同、對(duì)光的透過(guò)特性（透明度）各異。

2．光根及其波長(zhǎng)之長(zhǎng)短、對(duì)物質(zhì)的穿透能力（穿透率）各異。

3．光的波長(zhǎng)越長(zhǎng)、對(duì)物質(zhì)的透過(guò)力越強(qiáng)，光的波長(zhǎng)越短、在物質(zhì)表面的擴(kuò)散率越大。

4．透射照明、即是使光線透射對(duì)象物、并觀察其透過(guò)光之照明手法。

三、光源

1．穩(wěn)定均勻的光源極其重要

2．目的：將被測(cè)物與背景盡量明顯區(qū)分

3．摂取圖像時(shí)、最重要之處是如何鮮明地獲得：被測(cè)物與背景的濃淡差4．目前、在圖像處理領(lǐng)域中最廣范的技術(shù)手法是：二值化（白黒）處理為了能夠突出特征點(diǎn)，將特征圖像突出出來(lái)，在打光手法上，常用的包括有明視野與暗視野。

明視野：用直射光來(lái)觀察對(duì)象物整體(散亂光呈黑色)

暗視野：用散亂光來(lái)觀察對(duì)象物整體(直射光呈白色)具體的光源選取方法還在于試驗(yàn)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

總結(jié)

機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)是一種非接觸式的光學(xué)傳感系統(tǒng)，其同時(shí)集成軟硬件，能夠自動(dòng)地從所采集到的圖像中獲取信息或產(chǎn)生控制動(dòng)作。

簡(jiǎn)言之，就是用計(jì)算機(jī)模擬人眼的視覺(jué)功能，從圖像或圖像序列中提取信息，進(jìn)行處理并加以理解，最終用于檢測(cè)、測(cè)量和控制。

典型的工業(yè)機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)使用攝像機(jī)采集被測(cè)目標(biāo)的圖像信息，然后將模擬圖像信息轉(zhuǎn)換為數(shù)字圖像信號(hào)傳送給上位機(jī)的數(shù)字圖像處理系統(tǒng)，處理系統(tǒng)中會(huì)根據(jù)圖片的像素分布、亮度、標(biāo)志點(diǎn)和顏色等信息，運(yùn)算出被測(cè)目標(biāo)的位姿和形態(tài)等信息，最后根據(jù)測(cè)試得到的信息控制驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器進(jìn)行響應(yīng)的操作。

目前，機(jī)器視覺(jué)已在現(xiàn)代工業(yè)各個(gè)領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用，在未來(lái)的發(fā)展空間將更加廣闊，機(jī)器視覺(jué)技術(shù)必成為引導(dǎo)更高、更快、更穩(wěn)定的自動(dòng)化工業(yè)時(shí)代的“慧眼”。