机器视觉基础知识.ppt

照明技术：颜色与补色其它颜色被吸收白色光(混合色)蓝色照射物颜色与补色示例白光红光蓝光绿光照明技术：偏光技术应用偏光板偏光镜片光源A光源B偏光技术应用实例照明技术：防外乱光技术应用机器视觉系统组件——镜头镜头成像尺寸焦距与视场角焦距与视场角例如：使用HV1303UM拍摄视野为440mm*330mm拍摄距离为2500mm常用公式放大率物距像距焦距物高像高单击此处可添加副标题分辨率单位：lp/mm影响因素：镜头结构、材质、加工精度镜头的相对孔径越大，分辨率越高光波长度，波长越短分辨率越高视场中心较边缘分辨率高同档次的固定焦距镜头较变焦镜头分辨率高

短焦镜头一般边缘分辨率较中心低，长焦镜头一般中 心较边缘分辨率低。理想光学系统的最小分辨距离b=(0.61λ)/nsinωmax其中，λ为光的波长n为像空间介质折射率ωmax为像方孔径角当镜头对无限远成像，且像方为空气时（近似计算公式）b=1.22λF其中，F为光圈数镜头分辨率远心镜头镜头选型分辨率焦距光圈景深成像尺寸视场角远心畸变工业摄像机机器视觉系统组件——工业摄像机工业摄像机分类按不同芯片类型划分：CCD摄像机CMOS摄像机CCDSensor—FullFrameArraySensorOutput(Amplifier)Serialreadoutregister优点：填充因子(fillfactor)可以达到非常高，甚至达到100%。这样Sensor灵敏度非常大。缺点：由于传输和读出使用的时钟相同，因此Sensor上面的部分曝光时间比下面的长，这会造成Smear现象。为了解决这个问题，必须使用机械快门或闪光灯。CCDSensor—FrameTransferSensor解决了FullFrameArraySensor发生Smear现象的问题从感光部分转移到屏蔽存储区域的时间约为500us优点：在曝光时间较长的情况下，Smear现象比FullFrameArraySensor小很多缺点：由于需要两个Sensor，因此成本非常高LightsensitiveCCD-sensorShieldedmemoryareaReadoutregister...............................CCDSensor—InterlineTransferSensors转移时间约为1us，因此完全不存在Smear现象。优点：由于转移时间非常短，因此不需要使用机械快门或闪光灯缺点：由于屏蔽区占用了Sensor的部分面积，因此使得此种传感器填充因子只能在20%~70%添加微镜头可以增加填充因子HorizontalshiftregistersverticalshiftregisterShielded(Photodiodes)SensorelementsOutput(Amplifier)ElectronicshutterMicroLensesOverflowDrain主要用来消除CCDSensor的Blooming现象它也被用来实现电子快门通过MicroLenses可以将传感器的填充因子提高。CCD可以从80%提高到约100%CMOS可以从30%提高到约80%中国大恒（集团）有限公司北京图像视觉技术分公司主讲人：陈欣机器视觉系统概述提纲机器视觉系统概述照明光源镜头工业摄像机机器视觉系统机器视觉是一门技术，该技术被广泛应用在生产制造等行业。可用来保证产品质量、控制生产流程、感知环境等。机器视觉系统是基于机器视觉技术为机器或自动化生产线建立的一套视觉系统。机器视觉vs人类视觉人类视觉机器视觉适应性适应性强，可在复杂及变化的环境中识别目标适应性差，容易受复杂背景及环境变化的影响智能具有高级智能，可运用逻辑分析及推理能力识别变化的目标，并能总结规律虽然可利用人工智能及神经网络技术，但智能很差，不能很好地识别变化的目标彩色识别能力对色彩的分辨能力强，但容易受人的心理影响，不能量化受硬件条件的制约，目前一般的图像采集系统对色彩的分辨能力较差，但具有可量化的优点灰度分辨力差，一般只能分辨64个灰度级强，目前一般使用256灰度级，采集系统可具有10bit、12bit、16bit等灰度级机器视觉vs人类视觉人类视觉机器视觉空间分辨力分辨率较差，不能观看微小的目标目前有4K×4K的面阵摄像机和12K的线阵摄像机，通过备置各种光学镜