机器视觉期末考试.pdf

1. 1.机器视觉的技术范围 机器视觉的技术范围 技术层次 ：底层基础元件和材料、图像和视觉核心算法、视觉硬件和系统 （含照 技术层次 ：底层基础元件和材料、图像和视觉核心算法、视觉硬件和系统 （含照 明）、软件开发环境 明）、软件开发环境 系统流程 ：取像 =》分析 =》结果输 系统流程 ：取像 =》分析 =》结果输 部件与系统软 ：硬件 ：照明、光学元件、镜头、相机、图像采集卡、工具软件、智能 部件与系统软 ：硬件 ：照明、光学元件、镜头、相机、图像采集卡、工具软件、智能 相机 相机 相关技术 ：运动控制、机器人、通讯 相关技术 ：运动控制、机器人、通讯 2. 2. 镜头基本概念 镜头基本概念 视野 (FOV) 视野 (FOV) 图像采集设备所能够覆盖的范围，它可以是在监视器上可以见到的范围，也可以使 图像采集设备所能够覆盖的范围，它可以是在监视器上可以见到的范围，也可以使 设备所输 的数字图像所能覆盖的最大范围。 设备所输 的数字图像所能覆盖的最大范围。 最大/最小工作距离 （Work Distance） 最大/最小工作距离 （Work Distance） 从物镜到被检测物体的距离的范围，小于最小工作距离大于最大工作距离系统均不 从物镜到被检测物体的距离的范围，小于最小工作距离大于最大工作距离系统均不 能正确成像。 能正确成像。 景深（De th Of Field） 景深（De th Of Field） 在某个调焦位置上 ，景深内的物体都可以清晰成像。 在某个调焦位置上 ，景深内的物体都可以清晰成像。 畸变 畸变 几何畸变指的是由于镜头方面的原因导致的图像范围内不同位置上的放大率存在的差 几何畸变指的是由于镜头方面的原因导致的图像范围内不同位置上的放大率存在的差 异。几何畸变主要包括径向畸变和切向畸变。如枕形或桶形失真。 异。几何畸变主要包括径向畸变和切向畸变。如枕形或桶形失真。 成像面 成像面 可以在镜头的像面上清晰成像的物方平面 可以在镜头的像面上清晰成像的物方平面 光圈与F 值 光圈与F 值 光圈是一个用来控制镜头通光量装置 ，它通常是在镜头内。表达光圈大小我们是用 光圈是一个用来控制镜头通光量装置 ，它通常是在镜头内。表达光圈大小我们是用 F 值，如f1.4 ，f2 ，f2.8 etc。 F 值，如f1.4 ，f2 ，f2.8 etc。 焦距 焦距 焦距是像方主面到像方焦点的距离。如 16mm ， 25mm 焦距是像方主面到像方焦点的距离。如 16mm ， 25mm 分辨率 分辨率 测量系统能够重现的最小的细节的尺寸常常用每毫米线对来表示 ，也就是根据这个 测量系统能够重现的最小的细节的尺寸常常用每毫米线对来表示 ，也就是根据这个 镜头能够分辨一毫米内多少对直线。选择镜头的时候必须注意厂商给出的分辨率的定 镜头能够分辨一毫米内多少对直线。选择镜头的时候必须注意厂商给出的分辨率的定 义方式。 义方式。 3. 3. 镜头的分类 镜头的分类 按照等效焦距分为 按照等效焦距分为 广角镜头 广角镜头 等 效焦距小于标准镜头 （等效焦距为50mm ）的镜头。特点是最小工作距离短 ， 等 效焦距小于标准镜头 （等效焦距为50mm ）的镜头。特点是最小工作距离短 ， 景深大 ，视角大。常常表现为桶形畸变。 景深大 ，视角大。常常表现为桶形畸变。 中焦距镜头 中焦距镜头 焦 距介于广角镜头和长焦镜头之间的镜头。通常情况下畸变校正较好。 焦 距介于广角镜头和长焦镜头之间的镜头。通常情况下畸变校正较好。 长焦距镜头 长焦距镜头 等 效焦距超过200mm 的镜头。工作距离长 ，放大比大 ，畸变常常表现为枕形状 等 效焦距超过200mm 的镜头。