机器视觉光源选型计算公式（机器视觉光源选择）

本文目录一览：

• 1、机器视觉光源的如何选择
• 2、如何选择工业相机的视觉光源？
• 3、在工业机器人视觉识别中,像素比的计算公式是怎么
• 4、机器视觉硬件基础知识
• 5、机器视觉怎样选择合适的光源
• 6、机器视觉光源的选择

机器视觉光源的如何选择

光源选择应注重以下几点：

1、 对比度

好的光源应该要保证将物体的特征明显的表现出来，易于与其他物体形成对比。那么，怎么用光源来检测图像的对比度呢？可以使用相同颜色的光源照射物体，看看是否有部分变亮；或是采用相反颜色的光源照射物体，看是否有部分变暗；或是采用不同的波长照射物体，物体穿透能力越强，波长则越短。

2、适应性

好的光源应该能够做到在实验中和实际中的效果一致，要拥有良好的适应环境的性能。

3、均匀性

光源在使用的时候要保证均匀性，要保证整个系统的正常运行

4、可维护性

可以了解下51camera自主研发的机器视觉光源

ZQA-3000W 为51camera自主研发，专为复杂环境下视觉照明使用的光源。具有照射范围大，亮度高，亮度稳定等优点。在高速频闪的工作模式下可以精准控制点亮时刻及点亮时间；可以在高速、远距离、大范围、危险环境、高温、光线干扰等各种环境下为视觉系统提供可靠的照明。

ZQA-3000W 选用超高品质材料，瞬间亮度超高、稳定性好。在指定大小区域内，可以达到 1000000Lux 以上瞬间亮度。产品可无衰减点亮 10^8 次以上。

ZQA-3000W 采用独有技术，可瞬间增量至普通光源的十倍以上。 驱动电路为自主研发电路，点亮时间可做 us 级调节，可提供反接保护，过载保护等。

应用场景：

公路智能交通

轨道交通

隧道检测

大型工件定位及检测

机器人抓取

安全与监控

医药生产

化学生产

高温状态下物体检测

想了解更多机器视觉光源产品及光源选择相关内容可登录：网页链接

如何选择工业相机的视觉光源？

1、亮度:在两种光源中选择时,最佳的选择是更亮的那个.

2、光源均匀性:不均匀的光会造成不均匀的反射.均匀关系到三个方面.

3、光谱特征:光源的颜色及测量物体表面的颜色决定了反射到摄像头的光能的大小及波长.

4、寿命特性:光源一般需要持续使用.为使图像处理保持一致的精确,视觉系统必须保证长时间获得稳定一致的图像.

5、对比度:对比度对机器视觉来说非常重要.机器视觉应用的照明的最重要的任务就是使需要被观察的特征与需要被忽略的图像特征之间产生最大的对比度,从而易于特征的区分.

在工业机器人视觉识别中,像素比的计算公式是怎么

没有听说过像素比这个概念。。。我猜您是想问工业相机的分辨率吧。

分辨率是相机最基本的参数，由相机所采用的感光芯片分辨率决定，是芯片靶面排列的像元数量（即像素数）。通常面阵相机的分辨率用水平和垂直分辨率两个数字表示，如：1920（H）x 1080（V），前面的数字表示每行的像元数量，即共有1920个像元；后面的数字表示像元的行数，即1080 行。线阵相机的分辨率通常表示多少K，如1K（1024），2K（2048），4K（4096）等。

在采集图像时，相机的分辨率对图像质量有很大的影响。在对同样大的视场（景物范围）成像时，分辨率越高，对细节的展示越明显。像素越多分辨率越高，像素越多最大输出的图像分辨率也越高。

您也可以登录机器视觉产品资料查询平台了解更多产品信息。

机器视觉硬件基础知识

注：这些不过是网上随处见得资料，不过分享出来还是希望可以帮到别人

可能不懂得名词：

1.线阵相机 面阵相机：

2.泊松分布：

3自动光圈：视频输入型（视频信号从相机输送到透镜来控制镜头上的光圈），DC输入型（利用相机上的直流电压来直接控制光圈）自动镜头控制ACL，用于调整设定测光系统，一般无需调整，但拍摄中有亮度极高的目标，会有屏幕全部变白（白电平削波现象），此时需要调整

4.相机动态范围：

5.空间分辨率：

6.光源控制器：光源控制器/1263110?fr=aladdin

相机

相机基础知识

1.1  相机主要参数

1.1.1芯片类型

图像传感器（CCD或CMOS芯片）。

1.1.2分辨率

面阵相机分辨用水平和垂直两个分辨率表示，线扫相机用多少k。

1.1.3帧率

面阵相机用fps，线阵相机用行频KHz。（12Khz表示1s采集12000行图像数据）

1.1.4噪声

噪声不希望被采集，一种是有效信号带来的符合泊松分布的统计涨落噪声（散粒噪声），自身固有图像传感器读出电路，相机信号处理与放大电路带来的噪声

1.1.5信噪比

图像中信号与噪声的比值，信噪比越高，图像质量越好

1.1.6动态范围

相机探测光信号的范围，用倍数，dB或Bit等方式表示，数值越大，相机对不同的光照强度有更强的适应能力，（一种光学，饱和最大光强与等价与噪声输出的光强的比值，芯片特性决定。第二种，电子动态范围，饱和电压和噪声电压之间的比值。）固定相机是一个定值，不变化。

1.1.7像元尺寸及深度

1.1.7.1像元深度

相机输出的数字信号，即像元灰度值，具有特殊的比特位数，称为像元深度，定义了灰度从暗到明的阶数，阶数越高会增加测量精度，也会降低系统速度，提高集成难度

1.1.7.2像元尺寸

像元尺寸指芯片像元阵列上每个像元的实际物理尺寸，通常有14，10，9，7，6.45，3.75（单位，um）

1.1.8相机接口

相机与镜头的接口：C,F,CS

相机传输线的接口：camera link接口，Gige网口，1394B，USB等

1.1.9光谱响应

芯片对于不同光波长光线的相应能力，通常由光谱响应曲线给出。

注意：选择和评估相机主要从上述9各方面考虑，通过技术指标、实际测试样品，提供相关数据进行评估。

相机连接与驱动安装

使用与设置

相机成像调整

镜头

简述：相当于晶状体，当图像不清楚调整镜头的后焦点，改变芯片与镜头基准面的距离。

镜头分类

1.1

外形分类尺寸分类光圈分类变焦分类焦距分类

球面镜头 1” 25mm自动光圈电动变焦长焦距

非球面镜头1/2” 3mm手动光圈手动变焦标准镜头

针孔镜头1/3” 8.5mm固定光圈固定焦距广角镜头

鱼眼镜头2/3” 17mm

1.2 以镜头分类

1.2.1 镜头安装

所有的相机镜头，CCD相机的镜头安装有 C口，CS口，F接口，V接口

C口和CS口两者螺纹相同，但两者从镜头到感光表面的距离不同

C安装座：从镜头安装基准面到焦点的距离是17.526mm

CS安装座：特种C安装，此时应将相机前部的垫圈取下再安装镜头，其镜头安装基准面到焦点的距离是12.5mm

F接口镜头（后截距46.55mm）是尼康镜头的接口标准，一般相机靶面大于1英寸时需用F口的镜头。

V口镜头 ，施耐德镜头标准，用于相机靶面较大或特殊用途的镜头

1.2.2 镜头规格

相机镜头规格=相机CCD尺寸（如相机的CCD靶面大小为1/2英寸，镜头应选1/2英寸）

1.2.3光圈分类

手动/自动，配合相机使用。手动适合亮度不变的场景。自动适合亮度变化的场景。注，见“问题”。

光圈环，转动光圈环，光通量就会变化，光通量即光圈，F表示。F=f(焦距)/D（镜头实际口径），F越小光圈越大

自动光圈镜头场景选择：太阳光直射等非常亮的情况下，自动光圈镜头有交款的动态范围。/要求再整个视野有良好的聚焦时，用自动光圈镜头有更大的景深。/要求izai光亮上因光信号导致的模糊最小时，使用自动光圈

1.2.4镜头视场

标准镜头：视角30度左右，在1/2英寸CCD相机中，标准镜头焦距定为12mm，在1/3英寸CCD相机中，标准镜头焦距定为8mm。

广角镜头：视角90度以上，焦距可小于几毫米。可提供宽广的视景。

远摄镜头：视角20度以内，焦距可以达到机密甚至几十米，远距离情况下，物体放大，观察范围缩小

变倍镜头：伸缩镜头，手动/电动两种

可变焦点镜头：介于标准镜头与广角镜头之间，焦距连续可变

针孔镜头：几毫米

1.2.5镜头焦距

短焦距镜头：因入射角较宽，可提供一个较宽广的视野。

中焦距镜头：标准镜头，焦距长度视CCD的尺寸而定。

长焦距镜头：因入射角较狭窄，故仅能提供狭窄的视野，适合长距离监视。

变焦距镜头：通常电动式，可做以上三种镜头使用

选择镜头的技术依据

2.1镜头的成像尺寸

应该和CCD靶面尺寸一致，有1英寸、2/3英寸、1/2英寸、1/3英寸、1/4英寸、1/5英寸等规格。

2.2 镜头的畸变

畸变是视野中局部放大倍数不一制造的图像扭曲

畸变不可避免，镜头越好，畸变越小，广角畸变大，远心畸变小，同一种工艺，焦距越长，畸变越小

2.3镜头分辨率

描述镜头质量的内在指标是镜头的光学传递与畸变

但对于用户，需要了解的仅仅是镜头的空间分辨率,每毫米能够分辨的黑白条纹数为计量单位，计算公式为：镜头分辨率N=180/画幅格式的高度

CCD靶面大小已经标准化：

如1/2英寸相机，其靶面为宽6.4mm*高4.8mm 因此对1/2英寸格式的CCD靶面，镜头的最低分辨率应为38对线/mm

1/3英寸相机为宽4.8mm*高3.6mm，对1/3英寸格式相机，镜头的分辨率应大于50对线，

相机靶面越小，对镜头分辨率越高

2.4镜头焦距与视野角度

首先根据相机到被监控目标的距离，选择镜头的焦距，镜头焦距 f 确定后，由相机靶面决定了视野。

2.5光圈或通光量

镜头的通光量以镜头的焦距和通光孔径的比值来衡量，以F为单位每个镜头上都有最大F值，通光量与F值的平方成反比，F值越小，则光圈越大。所以应根据被监控部分的光线变化程度来选择是手动光圈还是自动光圈。

3.变焦镜头（zoom lens）

变焦镜头有手动伸缩镜头和自动伸缩镜头两大类。伸缩镜头由于在一个镜头内能够使镜头焦距在一定范围内变化，因此可以使被监控的目标放大或缩小，所以也常被称为变倍镜头。典型的光学放大规格有6倍（6.0~36mm，F1.2）、8倍（4.5~36mm，F1.6）、10倍（8.0~80mm，F1.2）、12倍（6.0~72mm，F1.2）、20倍（10~200mm，F1.2）等档次，并以电动伸缩镜头应用最普遍。

为增大放大倍数，除光学放大外还可施以电子数码放大。在电动伸缩镜头中，光圈的调整有三种，即：自动光圈、直流驱动自动光圈、电动调整光圈。其聚焦和变倍的调整，则只有电动调整和预置两种，电动调整是由镜头内的马达驱动，而预置则是通过镜头内的电位计预先设置调整停止位，这样可以免除成像必须逐次调整的过程，可精确与快速定位。在球形罩一体化摄像系统中，大部分采用带预置位的伸缩镜头。

另一项令用户感兴趣的则是快速聚焦功能，它由测焦系统与电动变焦反馈控制系统构成。

4. 镜头与相机CCD的关系

所有镜头都只能再一定范围内清晰成像，最大兼容CCD 尺寸指镜头能支持的最大清晰成像范围。再实际选择相机和镜头时。要注意所选择的镜头最大兼容CCD尺寸要大于或等于所选择相机芯片尺寸，

5.不同种类镜头的应用范围

手动光圈镜头 —— 光照稳定

自动光圈镜头 —— 光照变化大，不是用来监视某个固定目标

以上又有定焦距（光圈）镜头自动光圈镜头和自动变焦镜头

定焦距（光圈）镜头，一般与电子快门配套，适用于室内某个固定目标的监视

定焦距又分为长焦距镜头，中焦距镜头，短焦距镜头。

中焦距镜头是焦距与成像尺寸相近的镜头

短焦距镜头（广角）是焦距小于成像尺寸的镜头，该镜头焦距通常28mm以下，用于照明条件差，监视范围宽的场景

长焦距镜头（望远）这类镜头的焦距一般在150mm以上，用于监视较远的景物

以上为选择和评估镜头时需要重点考虑的方面，通过技术指标、实际测试样品，提供相关数据来进行评估。

光源

机器视觉光源直接影响到图像的质量，进而影响到系统的性能。

光源在机器视觉里的重要作用

机器视觉系统的核心是图像采集和处理，光源对于图像采集直接影响输入数据的质量和至少30%的应用效果。可以是图像中的目标信息与背景信息得到最佳分离。

1.1光源的作用

1.1.1 提高目标亮度；

1.1.2 有利于图像处理的成像效果

1.1.3 克服光干扰

1.1.4 用作测量的工具或参照

1.2 光源分类及其特点

要求: 明亮，均匀，稳定

1.2.1 主要分为三种高频荧光灯，光纤卤素灯，LED光源。

目前LED最常用，主要特点：

形状，尺寸，角度任意

各种颜色，随时调亮

寿命长，可特殊设计

反应快，10微妙可达到最大亮度

电源外出发，可做频闪灯

成本低

机器视觉怎样选择合适的光源

选择最合适的机器视觉照明光源的八个小技巧：

（1）检测材料缺损请使用亮度高的光；

（2）精确定位请使用合适波长的光；

（3）检测玻璃上的刮痕请使用非漫射的光，即Non-Diffused Light；

（4）检测透明包装请使用漫射光，即Diffused Light；

（5）创造对比请使用颜色光；

（6）检测快速移动物体请使用频闪光；

（7）消除反射时请使用红外光；

（8）消除颜色变化请使用红外光；

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机器视觉光源的选择

机器视觉光源的选择

机器视觉光源的选择，现代生活中日常照明离不开灯光，房屋装修更是对光源的要求比较高，光源大体分为冷光和暖光，不同光源视觉感都不同，下面一起来了解一下，机器视觉光源的选择。

机器视觉光源的选择1

机器视觉光源

机器视觉检测系统采用CCD照相机将被检测的目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号，图像处理系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，如面积、数量、位置、长度，再根据预设的允许度和其他条件输出结果，包括尺寸、角度、个数、合格不合格、有无等，实现自动识别功能。

机器视觉光源的选择

一、简单的预备知识

1、因材质和厚度不同、对光的透过特性（透明度）各异。

2、光根据其波长之长短、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、在物质表面的扩散率越大。

4、透射照明、即是使光线透射对象物、并观察其透过光之照明手法。

二、光源

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顕区分。

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広范的技术手法是：二值化（白黒）处理。

以上就是我针对机器视觉光源的选择这一科技的发明阐述的资料了，随着科技的发达每天都有很多新鲜的东西问世，无论是那一方面的机器还是新鲜事物都是随着人们的需求而发展的。像褪壳机一类的就是褪花生跟瓜子发明的，都是省力又省时间的伟大发明呢。

机器视觉光源的选择2

一套完整的视觉检测系统主要包含图像采集部分和图像分析部分，而图像采集部分主要由工业相机、工业镜头以及机器视觉光源承担，今天我们主要介绍机器视觉光源的相关基础知识及选型技巧。

首先我们需要了解，机器视觉中的光源起到哪些作用：

1.照亮目标，提高亮度；

2.形成有利于图像处理的成像效果，降低系统的复杂性和对图像处理算法的要求；

3.克服环境光干扰，保证图像稳定性，提高系统的精度、效率。

恰当的光源照明设计可以使图像中的目标信息与背景信息得到最佳分离，这样不仅大大降低图像处理的算法难度，同时也提高系统的精度和可靠性。但非常遗憾，目前没有通用的机器视觉照明系统应对不同的检测要求，因此针对每个特定的案例，都需要设计合适的照明装置，以达到最佳效果。而不合适的照明，则会引起很多问题，机器视觉光源如此重要，却往往被很多人忽视。

目前机器视觉光源主要采用LED（发光二极管），由于其形状自由度高、使用寿命长、响应速度快、单色性好、颜色多样、综合性价比高等特点在行业内广泛应用：

一、形状自由度

一个LED光源是由许多单个LED组合而成的，因而跟其他光源相比，可做成更多的形状，更容易针对用户的情况，设计光源的形状和尺寸。

二、使用寿命长

为了使图像处理单元得到精确的、重复性好的测量结果，照明系统必须保证相当长的时间内能够提供稳定的图像输入。LED光源在连续工作10000到30000小时后，亮度衰减，但远比其他光源效果好。此外，用控制系统使其间断工作，可抑制发光管发热，寿命也将延长一倍。

三、响应速度快

LED发光管响应时间很短，响应时间的真正意义是能按要求保证多个光源或一个光源不同区域之间的工作切换，采用专用控制器给LED光源供电时，达到最大照度的时间小于10s。

四、颜色多样

除了光源的形状以外，得到稳定图像输入的另一方面就是选择光源的颜色。甚至相同形状的光源，由于颜色的不同得到的图像也会有很大的差别。实际上，如何利用光源颜色的技术特性得到最佳对比度的图像效果一直是光源开发的主要方向。

五、综合性运营成本低

选用低廉而性能没有保证的产品，初次投资的节省很快会被日常的维护、维修费用抵消。其他光源不仅耗电是LED光源的2~10倍，而且几乎每月就要更换，浪费了维修工程师许多宝贵的时间。而且投入使用的光源越多，在器件更换和人工方面的花费就越大，因此选用寿命长的LED光源从长远看是很经济的'。

机器视觉照明技术基础知识：

1）照射方式

选择不同的光源，控制和调节照射到物体上的入射光的方向是机器视觉系统设计的最基本的参数。它取决于光源的类型和相对于物体放置的位置，一般来说有两种最基本的方式：直射光和漫射光，所有其它的方式都是从这两种方法中延伸出来的。

直射光：入射光基本上来自一个方向，射角小，它能投射出物体阴影；

漫射光：入射光来自多个方向，甚至于所有的方向，它不会投射出明显的阴影。

2）反射方式

物体反射光线有两种不同的反射特性：直反射和漫反射。

直反射：光线的反射角等于入射角。直反射有时用途很大，有时又可能产生极强的眩耀。在大多数情况应避免镜面反射。

漫反散：照射到物体上的光从各个方向漫散出去。在大多数实际情况下，漫散光在某个角度范围内形成，并取决于入射光的角度。

3）颜色

光谱中很大的一部分电磁波谱是人眼可见的，在这个波长范围内的电磁辐射被称作可见光，范围在400nm至760nm之间（有的人可以观测到380~780nm），即从紫色380nm到红色780nm。

色环就是把可见光光谱中的色彩进行排序，形成红色连接到另一端的紫色。机器视觉中应用的色环通常包括6种不同的颜色，分为两大类：暖色和冷色。暖色由红色调构成，冷色来自于蓝色调。通常用相反色温的光线照射，图像可以达到最高级别的对比度；相同色温的光线照射，可以有效滤除。因此灵活利用色温特性，对我们选择光源很有帮助。

4）明视场和暗视场

明视场是最常用的照明方案，采用正面直射光照射形成。而暗视场主要由低角度或背光照明形成。对于不同项目检测需求，选择不同类型的照明方式，一般来说暗视场会使背景呈现黑暗，而被检物体则呈现明亮。

5）光源分类

目前主要有以下几种分类方式：

a）颜色

常用光源颜色集中在可见光范围，主要有白光（复合光）、红色、蓝色、绿色，另外红外光也比较普及，而紫外光由于各种原因，应用较少。

b）外形

各厂家会根据不同光源外形特性进行分类，也是目前的主流分类，比如环形光源、环形低角度光源、条形光源、圆顶光源（碗光源/穹顶光源）、面光源等。

c）工作原理/特性

按不同的应用方式或者原理进行分类，主要有无影光源、同轴光源、点光源、线光源、背光源、组合光源以及结构光源等。

常见的光源类型及照明方式

1.一般目的的照明（直接照明）：光直接射向物体，得到清楚的影像。

当我们需要得到高对比度物体图像的时候，这种类型的光很有效。但是当我们用它照在光亮或反射的材料上时，会引起类似镜面的反光。通用照明一般采用环状或点状照明。环光是一种常用的通用照明方式，很容易安装在镜头，可给漫反射表面提供足够的照明。

2.暗场照明：暗场照明是相对于物体表面提供低角度照明。

使用工业相机拍摄镜子，如果视野内能看见光源就认为是亮场照明，相反的在视野中看不到光源就是暗场照明。因此光源是亮场照明还是暗场照明与光源的位置有关。通常，暗场照明应用于对表面突起部分的照明或表面纹理变化的照明。

3.背光照明：从物体背面射过来均匀视场的光，通过相机可以看到物面的侧面轮廓。

背光照明常用于测量物体的尺寸和方向。背光照明产生很强的对比度。应用背光技术时，物体表面特征可能会丢失。例如，可以应用背光技术测量硬币的直径，但是却无法判断硬币的正反面。

4.漫射照明：连续漫反射照明应用于物体表面的反射性或者表面有复杂的角度。

连续漫反射照明应用半球形的均匀照明，以减小影子及镜面反射。这种照明方式对于完全组装的电路板照明非常有用。这种光源可以达到170球面度立体角范围的均匀照明。

5.同轴照明：同轴光的形成——通过垂直墙壁出来的发散光，射到一个使光向下的分光镜上，相机从上面通过分光镜看物体。

这种类型的光源对检测高反射的物体特别有帮助，还适合在周围环境产生阴影的影响下，检测面积不明显的物体。

6.偏振片：只允许振动方向平行于其允许方向的光通过，垂直分量被截止。

针对具体的应用，从众多的方案中选择一个最好的照明系统是整个图像处理系统稳定工作的关键。