光机电应用技术创客 机器视觉检测技术 机器视觉检测技术ch2-2.ppt

* * * * * * 机器视觉检测系统概述-工业镜头 课程：机器视觉检测技术 主讲教师：颜旭男 光机电应用技术国家教学资源库 教学目标 了解机器视觉检测系统中的工业镜头 光机电应用技术国家教学资源库 机器视觉系统及检测过程 镜头 光机电应用技术国家教学资源库 机器视觉成像系统 镜头接口 C型镜头 CS型镜头 F型镜头 CCD相机相当于人眼的视网膜 镜头 相当于人眼的晶状体 C型镜头 CS型镜头 F型镜头 广角镜头 变焦镜头 微距镜头 远心镜头 光机电应用技术国家教学资源库 工业镜头种类 光机电应用技术国家教学资源库 工业镜头种类 镜头接口 C型及CS型接口为最常见的国际标准接口，镜头接口参数为直径1英寸，螺距32牙 CS型是C型的一个变种，区别在镜头定位面到图像传感器光敏面的距离的不同，C型是17.5mm，CS型是12.5mm C/CS型能够匹配的最大的图像传感器的尺寸不超过1英寸，超过1英寸则需要用F型 光机电应用技术国家教学资源库 工业镜头种类 广角镜头 等效焦距小于50mm标准镜头，特点是工作距离短，景深大，视角大，常有桶形畸变 变焦镜头 镜头的焦距可以调节，镜头的视角，视野可变 微距镜头 用于拍摄较小的目标，具有很大的放大比 光机电应用技术国家教学资源库 工业镜头种类 远心镜头(Telecentric Lens) 远心指的是一种光学的设计模式，即系统的出瞳和入瞳的位置在无限远处 物方远心镜头可消除透视畸变，像方远心镜头可获得更好的均匀像面照度 光机电应用技术国家教学资源库 镜头基本公式 薄透镜成像公式 工作距离(WD) 光机电应用技术国家教学资源库 镜头主要参数 工作距离(Working distance) 指对焦完成后从镜头前端到被摄物体的距离 镜头的工作距离若短，被摄物体会拍得大；但却会使打光十分困难，且视野范围极小 工作距离(WD) 视野范围(FOV) 观测范围(Field of view, FOV) 镜头本身实际取像范围或最后透过CCD在屏幕上成像大小 FOV与镜头放大倍率成反比 光机电应用技术国家教学资源库 镜头主要参数 工作距离(WD) 分辨率(Res) 视野范围(FOV) 分辨率 通常又称为镜头光学解析力、解像力或表现力 镜头表现力可用单一数值定量的表示像质，使用不同粗细之条纹代表物之频率 观察其影像可分辨之最细条纹(Line pair)，此条纹之宽度即代表被测镜头之解像力 光机电应用技术国家教学资源库 镜头主要参数 工作距离(WD) 景深(DOF) 分辨率(Res) 视野范围(FOV) 景深 因为实际上的镜头并非理想的薄透镜，故当镜头对主体合焦时，在主体前后的若干距离内，才会呈现清晰图像 景深 = 最远清晰图像距离 – 最近清晰图像距离 ３m 5m 景深=2m 镜头 光机电应用技术国家教学资源库 镜头主要参数 光圈值(f Number) 代表镜头收集光的能力 数字愈大代表光圈开度愈小，进光量愈少 呈√??倍数增加时，进入相机的照度呈1/2倍减少 f2 f5.6 f16 光机电应用技术国家教学资源库 镜头主要参数 光圈值(f Number) 景深受镜头光圈值影响很大 仅可能选用小光圈，大光圈会缩短景深 光机电应用技术国家教学资源库 镜头主要参数 大光圈 ? 景深短(背景模糊) 小光圈 ? 景深长(背景清晰) 焦距(Focal Length) 当镜头调在「无限远」时，镜头上第一片透镜中心点至底片(CCD Sensor)的距离 以厘米(millimeter ; mm)单位 * 光机电应用技术国家教学资源库 镜头主要参数 20mm 28mm 35mm 85mm 200mm 300mm 利用不同焦距的镜头所拍摄之画面 那一种焦距最好? 焦距与视野范围的关系? 光机电应用技术国家教学资源库 镜头主要参数 焦距愈短 ? 视角愈广 16 mm 8.5 mm 光机电应用技术国家教学资源库 镜头主要参数 镜头快门的快慢对成像的影响 16 mm 8.5 mm 光机电应用技术国家教学资源库 镜头主要参数 1/30秒 1/8秒 1/15秒 1/4秒 虚线下方加字幕区 光机电应用技术国家教学资源库 课程小结 本次课程主要介绍 工业镜头的种类及特性 镜头的基本公式介绍 镜头主要参数及对成像的影响 虚线下方加字幕区 光机电应用技术国家教学资源库 作业布置 说明光圈对景深的影响 2. 作业 说明远心镜头的设计模式及特性 1. * 光机电应用技术国家教学资源库 光机电应用技术国家教学资源库 光机电应用技术国家教学资源库 光机电应用技术国家教学资源库 光机电应用技术国家教学资源库 光机电应用技术国家教学资源库 光机电应用技术国家教学资源库