机器视觉光源如何选3步走

本文目录一览：

• 1、机器视觉硬件基础知识
• 2、机器视觉的工作流程
• 3、散热60机器视觉光源光源怎么调试
• 4、详细介绍机器视觉光源的特点和应用
• 5、机器视觉系统中最关键的部分是什么？

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

机器视觉的工作流程

一个完整的机器视觉系统的主要工作过程如下：

1、工件定位检测器探测到物体已经运动至接近摄像系统的视野中心，向图像采集部分发送触发脉冲。

2、图像采集部分按照事先设定的程序和延时，分别向摄像机和照明系统发出启动脉冲。

3、摄像机停止扫描，重新开始新的一帧扫描，或者摄像机在启动脉冲来到之前处于等待状态，启动脉冲到来后启动一帧扫描。

4、摄像机开始新的一帧扫描之前打开曝光机构，曝光时间可以事先设定。

5、另一个启动脉冲打开灯光照明，灯光的开启时间应该与摄像机的曝光时间匹配。

6、摄像机曝光后，正式开始一帧图像的扫描和输出。

7、图像采集部分接收模拟视频信号通过A/D将其数字化，或者是直接接收摄像机数字化后的数字视频数据。

8、图像采集部分将数字图像存放在处理器或计算机的内存中。

9、处理器对图像进行处理、分析、识别，获得测量结果或逻辑控制值。

10、处理结果控制流水线的动作、进行定位、纠正运动的误差等。

从上述的工作流程可以看出，机器视觉是一种比较复杂的系统。因为大多数系统监控对象都是运动物体，系统与运动物体的匹配和协调动作尤为重要，所以给系统各部分的动作时间和处理速度带来了严格的要求。在某些应用领域，例如机器人、飞行物体导制等，对整个系统或者系统的一部分的重量、体积和功耗都会有严格的要求。

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散热60机器视觉光源光源怎么调试

散热60机器视觉光源光源调试如下。

1、用尽量低的亮度等级使用光源，将光源等级设置于50%以下减小电流量。

2、安装风扇或提供空气流以散热，降低温度以减缓亮度的劣化。

3、只在成像时开启光源。

详细介绍机器视觉光源的特点和应用

1、环形光源

环形光源提供不同照射角度、不同颜色组合，更能突出物体的三维信息；高密度LED阵列，高亮度；多种紧凑设计，节省安装空间；解决对角照射阴影问题；可选配漫射板导光，光线均匀扩散。

应用领域：PCB基板检测，IC元件检测，显微镜照明，液晶校正，塑胶容器检测，集成电路印字检查

2、背光源

用高密度LED阵列面提供高强度背光照明，能突出物体的外形轮廓特征，尤其适合作为显微镜的载物台。红白两用背光源、红蓝多用背光源，能调配出不同颜色，满足不同被测物多色要求。

应用领域：机械零件尺寸的测量，电子元件、IC的外型检测，胶片污点检测，透明物体划痕检测等。

3、条形光源

条形光源是较大方形结构被测物的首选光源；颜色可根据需求搭配，自由组合；照射角度与安装随意可调。

应用领域：金属表面检查，图像扫描，表面裂缝检测，LCD面板检测等。

4、同轴光源

同轴光源可以消除物体表面不平整引起的阴影，从而减少干扰；部分采用分光镜设计，减少光损失，提高成像清晰度，均匀照射物体表面。

应用领域：系列光源最适宜用于反射度极高的物体，如金属、玻璃、胶片、晶片等表面的划伤检测，芯片和硅晶片的破损检测，Mark点定位，包装条码识别。

5、AOI专用光源

不同角度的三色光照明，照射凸显焊锡三维信息；外加漫射板导光，减少反光；不同角度组合；

应用领域：用于电路板焊锡检测。

6、球积分光源

具有积分效果的半球面内壁，均匀反射从底部360度发射出的光线，使整个图像的照度十分均匀。

应用领域：合于曲面，表面凹凸，弧形表面检测，或金属、玻璃表面反光较强的物体表面检测。

7、线形光源

超高亮度，采用柱面透镜聚光，适用于各种流水线连续检测场合。

应用领域：阵相机照明专用，AOI专用。

8、点光源

大功率LED，体积小，发光强度高；光纤卤素灯的替代品，尤其适合作为镜头的同轴光源等；高效散热装置，大大提高光源的使用寿命。

应用领域：适合远心镜头使用，用于芯片检测，Mark点定位，晶片及液晶玻璃底基校正。

9、组合条形光源

四边配置条形光，每边照明独立可控；可根据被测物要求调整所需照明角度，适用性广。

应用领域：CB基板检测，IC元件检测，焊锡检查，Mark点定位，显微镜照明，包装条码照明，球形物体照明等。

10、对位光源

对位速度快；视场大；精度高；体积小，便于检测集成；亮度高，可选配辅助环形光源。

应用领域：VA系列光源是全自动电路板印刷机对位的专用光源。

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机器视觉系统中最关键的部分是什么？

机器视觉系统的5大关键部分：

1. 机器视觉光源

光源作为机器视觉系统中输入的重要部件，它的好坏直接影响着输入数据的质量和应用效果。由于没有通用的机器视觉光源设备，所以针对每个特定的应用实例，需要选择相应的视觉光源，以达到最佳效果。常见的光源有：LED环形光源、低角度光源、背光源、条形光源、同轴光源、冷光源、点光源、线型光源、平行光源等。

2. 工业镜头

镜头在机器视觉系统中主要负责光束调制，并完成信号传递，而镜头类型则包括：标准、远心、广角、近摄和远摄等，选择依据一般是根据相机接口、拍摄物距、拍摄范围、CCD尺寸、畸变允许范围、放大率、焦距和光圈等。

3. 工业相机

工业相机在机器视觉系统中最本质功能就是将光信号转变为电信号，与普通相机相比，它具有更高的传输力、抗干扰力以及稳定的成像能力。按照不同标准可有多种分类：按输出信号方式，可分为模拟工业相机和数字工业相机；按芯片类型不同，可分CCD工业相机和CMOS工业相机，这种分类方式最为常见。

4. 图像采集卡

图像采集卡虽然只是完整机器视觉系统的一个部件，但它同样非常重要，直接决定了摄像头的接口：黑白、彩色、模拟、数字等。比较典型的有PCI采集卡、1394采集卡、VGA采集卡和GigE千兆网采集卡。这些采集卡中有的内置多路开关，可以连接多个摄像机，同时抓拍多路信息。

5. 机器视觉软件

机器视觉软件是机器视觉系统中自动化处理的关键部件，根据具体应用需求，对软件包进行二次开发，可自动完成对图像采集、显示、存储和处理。在选购机器视觉软件时，一定要注意开发硬件环境、开发操作系统、开发语言等，确保软件运行稳定，方便二次开发。

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