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一文讲透了什么是机器视觉!

用机器代替人眼进行测量和判断。机器视觉系统是指通过机器视觉产品(即图像摄取装置) CMOS 和CCD 两种)将被摄目标转换为图像信号,传输到特殊的图像处理系统,根据像素分布、亮度、颜色等信息转换为数字信号;图像系统对这些信号进行各种操作,以提取目标的特征,然后根据判断结果控制现场的设备动作。

1.照明光源

2.镜头

3.工业摄像头

4.图像采集/处理卡

5.图像处理系统

6.其它外部设备

与传统的民用相机(相机)相比,它具有高图像稳定性、高传输能力和高抗干扰能力。目前,市场上的工业相机大多是基于CCD(Charge Coupled Device)或CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)芯片相机。

它是典型的固体成像器件,集光电转换和电荷存储、电荷转移和信号读取于一体。

CCD突出的特点是电荷作为信号,与其他设备不同,电流或电压作为信号。这种成像设备通过光电转换形成电荷包,然后在驱动脉冲的作用下转移和放大图像信号的输出。

典型的CCD相机由组成。CCD与真空管相比,它具有无烧伤、无滞后、低压工作、低功耗等优点。

20世纪70年代首次出现开发 年代初,90 年代初期,随着超大规模集成电路 (VLSI) 制造技术的发展,CMOS图像传感器发展迅速。

CMOS图像传感器将它还具有局部像素编程随机访问的优点。

目前,CMOS图像传感器以其集成性好、功耗低、传输速度高、动态范围广泛应用于高分辨率和高速场合。

一切都必须有自己的分类标准,工业相机也不例外。

按芯片类型可分为芯片类型

根据传感器的结构特性可分为

按扫描方式可分为扫描方式

按照分辨率大小可以分为

可分为输出信号

按输出颜色可分为

按输出信号速度可分为

按响应频率范围可分为等。

1、工业相机性能稳定可靠,安装方便,相机结构紧凑,不易损坏,连续工作时间长,可在恶劣环境下使用,一般数码相机不能这样做。例如,让民用数码相机每天工作24小时或连续工作几天。

2.工业相机的快门时间很短,可以捕捉高速运动的物体。例如,将名片贴在电风扇叶片上,以最大速度旋转,设置合适的快门时间,用工业相机捕捉图像,仍然可以清楚地识别名片上的字体。不可能用普通相机捕捉到同样的效果。

工业相机的图像传感器是逐行扫描的,而普通相机的图像传感器是隔行扫描的, 逐行扫描的图像传感器生产工艺复杂,成品率低,出货量少。世界上只有少数公司能提供这样的产品,比如Dalsa、Sony,而且价格昂贵。

4、工业相机的帧率远远高于普通相机。工业相机每秒可以拍摄十幅到几百幅图片,而普通相机只能拍摄2-3幅图像,相差较大。

5.工业相机输出裸数据(raw data),其光谱范围往往相对较宽,更适合高质量的图像处理算法,如机器视觉(Machine Vision)应用程序。普通相机拍摄的图片光谱范围只适合人眼视觉,经过mjpeg图像质量差,不利于分析处理。

6、工业相机(Industrial Camera)相对于普通相机(DSC)价格比较贵。

1.根据不同的应用程序选择CCD或CMOS相机CCD工业相机主要用于运动物体的图像提取,如贴片机的视觉,当然CMOS随着技术的发展,许多贴片机也在选择CMOS工业相机。一般用于视觉自动检查方案或行业CCD工业相机较多。CMOS由于成本低、功耗低,工业相机的应用越来越广泛。

2.分辨率的选择首先考虑待观察或待测物体的精度,并根据精度选择分辨率。相机像素精度=单向视野大小/相机单向分辨率。相机单向分辨率=单向视野大小/理论精度。若单视野为5mm长,理论精度为0.02mm,单向分辨率=5/0.02=250。然而,为了提高系统的稳定性,通常可以选择倍数4或更高,而不仅仅是一个像素单元对应一个测量/观察精度值。单向分辨率为1000,选择130万像素就足够了。

其次,如果是体式观察或机器软件分析识别,则查看工业相机的输出 ,高分辨率有帮助;如果是VGA输出或USB输出,在显示器上观察,也依赖于显示器的分辨率,无论工业相机的分辨率有多高,显示分辨率不够,都没有意义;使用存储卡或照片功能,工业相机的高分辨率也很有帮助。

传感器芯片尺寸应小于或等于镜头尺寸,C或CS安装座配安装座(或增加转接口)。

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

镜头的基本功能是实现光束变换(调节)。在机器视觉系统中,镜头的主要功能是将成像目标放在图像传感器的光敏表面上。镜头的质量直接影响到机器视觉系统的整体性能。合理选择和安装镜头是机器视觉系统设计的重要环节。

镜头匹配

如何选择合适的镜头?选择镜头时,需要选择与相机的接口和接口CCD尺寸匹配的镜头。镜头C和CS接口方式占主流。小型安全CS接口摄像机已经普及,FA大多数行业都是C接口相机和镜头的组合。CCD市场上一般根据用途使用2/3寸到1/3寸的产品。

互换性

C接口镜头可与C接口相机一起使用,CS接口摄像机互用;

CS接口镜头不可以应用在C接口摄像机,只可以应用在CS接口摄像头。

KERARE

如果使用摄像机,如果配备小型摄像机CCD大小的镜头,所以周围没有图像的部分是黑色的,我们称之为KERARE。

通过研磨,将不同折射率的硝酸盐材料加工成高精度曲面,并将这些镜头组合起来,即设计镜头。伽利略时代使用的普遍技术是其基本原理。为了获得更清晰的图像,我们一直在研究和开发新的硝酸盐和非球形镜头。

· 可制成各种形状、尺寸和照射角度;

· 各种颜色可根据需要制作,亮度可随时调整;

· 通过散热装置,散热效果更好,亮度更稳定;

· 使用寿命长;

· 快速反应,在10微秒或更短的时间内达到最大亮度;

· 电源有外触发,可由计算机控制,启动速度快,可作为频闪灯;

· 运营成本低,寿命长LED,在综合成本和性能方面会有更大的优势;

· 特殊设计可根据客户需求进行。

1.环形光源提供不同的照明角度和颜色组合,可以突出物体的三维信息;高密度LED阵列,高亮度;各种紧凑设计,节省安装空间;解决对角照射阴影问题;可选漫射板导光,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、塑料容器检测、集成电路印刷检测。

高密度背光源LED阵列表面提供高强度的背光照明,可以突出物体。外观轮廓特征,特别适用于显微镜载体平台。红白背光源和红蓝背光源可分配不同的颜色,以满足不同被测物体的多色要求。应用领域:测量机械部件尺寸、电子元件、IC外观检测、胶片污点检测、透明物体划痕检测等。/p>

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。

1、检测内容

外观检查、OCR、尺寸测定、定位

2、对象物

①想看什么?(异物、伤痕、缺损、标识、形状等)

②表面状态(镜面、糙面、曲面、平面)

③立体?平面?

④材质、表面颜色

⑤视野范围?

⑥动态还是静态(相机快门速度)

3、限制条件

①工作距离(镜头下端到被测物表面距离)

②设置条件(照明的大小、照明下端到被测物表面的距离、反射型or透射型)

③周围环境(温度、外乱光)

④相机的种类,面阵or线阵

1.因材质和厚度不同、对光的透过特性(透明度)各异。

2.光根拠其波长之长短、对物质的穿透能力(穿透率)各异。

3.光的波长越长、对物质的透过力越强,光的波长越短、在物质表面的拡散率越大。

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。

1.穏定均匀的光源极其重要

2.目的:将被测物与背景尽量明显区分

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

4.目前、在图像处理领域中最广范的技术手法是:二值化(白黒)处理为了能够突出特征点,将特征图像突出出来,在打光手法上,常用的包括有明视野与暗视野。

明视野:用直射光来観察对象物整体(散乱光呈黒色)

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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标签: g102p方形反射型光电传感器

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