機器視覺硬體選型

2021-09-26 10:31:58 字數 1592 閱讀 1519

一、光源選型

光源主要有兩種作用。第一:使被觀察的特徵與背景之間產生最大的對比度,從而讓特徵突出、易於區分;第二:是保持足夠的亮度,排除外界光的干擾,保證取圖的穩定性。

選擇光源時考慮以下兩方:

光源的顏色:物體呈現某種顏色,是因為其反**對應的光譜。拍攝物體時若想將某種顏色變成白色,就使用與該顏色相同或相似的光源(波長相同或接近);若想拍成黑色,就使用與目標顏色波長差較大的光源。

假如背景為藍色,檢測器械為白色,需要把背景拍成黑色,所以選擇紅色光源。紅色led不但壽命長、效能穩定、**低廉,而且更重要的是其波長更接近感測器的靈敏度峰值。

光源的形狀:機器視覺常用的光源有環形光源、條形光源、背光源、同軸光源等,考慮到機構安裝的方便性和光照需要均勻照射。

二、相機選型

工業相機按成像色彩劃分可分為黑白相機和彩色相機;按掃瞄方式可分為線陣相機和面陣相機;按晶元型別可分為ccd相機和cmos相機等。

相機選型首先應該根據專案需求,確定如下幾個問題:

確定檢測產品的精度要求;

確定相機要看的視野大小;

確定被檢測物體的速度;

確定是動態檢測還是靜態檢測。

其次是確定相機硬體型別,選擇相機資料傳輸介面:1394、gige(千兆網)、usb,camera link。再根據與鏡頭的搭配,選擇合適的相機晶元尺寸(鏡頭的最大相容晶元尺寸大於等於相機的晶元尺寸)和與鏡頭的介面型別(c或cs)。

視覺系統硬體的誤差不可避免,一般都保證在1~2個畫素之間的誤差,所以通過計算公式:精度=視野(長或寬)÷相機畫素(長或寬)。例如假設視野為100×60,精度要求0.1,考慮到硬體誤差,一般選型時把精度做到0.05,那麼相機長邊的畫素=100÷0.05=2000,短邊畫素60÷0.05=1200,因此只需要理論解析度大於或等於2000×1200畫素的相機,就可以滿足需求。

三、鏡頭的選型

是否需要用遠心鏡頭?在精密尺寸測量時,一般考慮遠心鏡頭。遠心鏡頭主要作用是為糾正傳統工業鏡頭的視差而設計,它可以在一定的物距範圍內,使得到的影象放大倍率不變。

遠心鏡頭分為物方遠心、像方遠心和雙側遠心,其中光學放大倍率=相機晶元尺寸/視場尺寸=晶元(v)或(h)尺寸/視場(v)或(h),視野越大,放大倍率越小。一般情況下,遠心鏡頭都有固定的焦距和工作距離,而且有些遠心鏡頭體積大、比較重,所以需要詳細了解客戶對視場大小、工作距離、空間限制和運動控制的要求後,才能確定需要選擇的鏡頭型號。

鏡頭的景深:相機在垂直方向上能清晰成像的空間距離,叫景深。焦距越短,景深越大;光圈越小,景深越大;鏡頭離物體的距離越遠,景深越大;相機晶元像元越大,景深越大。

鏡頭的最大相容晶元尺寸:機器視覺鏡頭的最大相容晶元尺寸必須大於或等於相機的晶元尺寸,否則會引起嚴重的畸變和相差。

機器視覺鏡頭的介面:機器視覺鏡頭介面和相機介面都分為c、cs、f和其他更大尺寸的介面型別。相機和鏡頭是互相匹配的,即c介面的相機只能用c介面的鏡頭,cs介面的相機能用cs介面的鏡頭和加5mm接圈的c介面的鏡頭。

機器視覺鏡頭的焦距:鏡頭焦距的選擇根據公式焦距f=工作距離×相機晶元尺寸( h or v) / fov( h or v),來選擇合適焦距的鏡頭。

關於選型還可參考:機器視覺硬體選型——相機、鏡頭、光源

機器視覺 硬體選型

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