1、 1 主講人： 電 話： 郵 箱： 2 自動化設備 汽車工業 消費品 電子產品 食品飲料/包裝 醫藥行業 機器視覺機器視覺 處理速度快 檢測精度高 非接觸測量 3 工業相機 用于獲取圖像 傳感器選擇傳感器結構輸出信號 CCD CMOS 面陣相機 線陣相機 數字相機 模擬相機 圖像 黑白相機 彩色相機 USB(USB2.0/USB3.0) IEEE 1394（Firewire） GigE CameraLink 模擬信號（BNC、S端子）：需要圖像采集卡 (PAL、NTSC等)。 USBIEEE 1394GigECameraLink 特點 易用，價 格低 標準協議，易 用，價格低， CPU占用最低

2、 標準協議，易用 ，價格低，傳輸 距離遠 帶寬高，抗干擾能 力強，需采集卡 速率/距離 38MB/S ，5M 32-64MB/S 10M 100MB/S 100M 680MB/S，10M 相機個數12763無限制1 PAL25幀/秒，625線/場720X576 NTSC30幀/秒，525線/場720X480 CCDCMOS CCD：感光元件將光 強轉為電荷，形成電荷包 ，在后驅脈沖作用下轉移 、放大輸出圖像信號。 CMOS：將光敏感陣列、圖像 信號放大器、信號讀取電路、 模數轉換電路、控制器集成在 一塊芯片上，還具有局部像素 隨機訪問的優點。 CCD和CMOS優缺點 抑噪能力強、靈敏度高、 圖

3、像還原度高，低電壓 、低功耗 高度集成、傳輸速度快、 動態AOI、適用高分辨率 、高速場合 相對于CMOS耗電量大、 工藝復雜、成本高 抗干擾能力差，成像還 原度差于CCD CCD CMOS 面面陣陣相機相機 感光單元按二維陣列排列 每次拍攝對一個面進行曝 光成像 傳感器的結構特性 線陣線陣相機相機 感光單元排列是一維的每 次曝光僅是一條線成像， 隨著物體和攝像機的相對 運動，相機連續曝光形 成一幅二維圖像，適用于 目標物體幅面較大或缺陷 尺寸微小的場合 傳感器尺寸 水平分辨率 垂直分辨率 尺寸通常以有效面積或 對角線尺寸（英寸）表 示 1 相機分辨率=水平分辨 率X垂直分辨率 1 1 對角線

4、12/31/1.81/21/2.71/31/4 有效 面積 12.89.68.86.67.185.326.44.85.273.964.83.63.62.7 分辨率65949478258210347791392104016281236 n 很顯然，單個像素面積越小，單位面積內的像素數量就 越多，攝像機的分辨率就越高，但是，隨著像素面積的 縮小，每個像素能夠儲存的電荷數量也隨之減少，造成 相機動態范圍和感光度降低。 n因此，在分辨率允許的情況下，選擇像素尺寸大的相機 會有較大的動態范圍和較高的感光度，但是隨之而來產 生的噪聲也會加大。 像素時鐘：CCD中像素輸出的節拍； 最大行頻：線陣相機每秒鐘能

5、夠輸出的最大行數； 最大幀率：面陣相機每秒鐘能夠采集并輸出的最大幀數； 像素時鐘越高最大行頻或者幀率越高，但是噪聲也會加大， 影響低照度環境下的性能 相機水平分辨率=拍攝視野水平尺寸/檢測精度 相機垂直分辨率=拍攝視野垂直尺寸/檢測精度 一般來講，分辨率越高幀率 越小 u 鏡頭的作用：集聚光線，使成像單元能獲取清晰的影像結構，產 生銳利的圖像。 u 調節機構主要是光圈調節環和調焦環，接口主要由常見的C口、 CS口。 u 焦距 u 物距（工作距離） u 視野（視場范圍） u 視場角 u 相對孔徑 u 光圈數 u 焦距：鏡頭光學后主點到焦點的距離。 u 由上圖可以看出焦距越長成像也就越大。 u 常

6、用的工業鏡頭：5mm，8mm，12mm，25mm，35mm， 50mm，75mm等等。 u 光圈：鏡頭中可以改變中間孔大小的機械裝置。 u 圖像的成像照度與光圈的直徑D的平方成正比，于鏡 頭的焦距成反比，D/f被稱為鏡頭的相對通光孔徑，他的 倒數f/D就被成為光圈數，也叫F數，如果鏡頭的相對孔徑 是1:2，那么他的光圈就是F2.0； u 相對孔徑越小，則光圈數越大，在單位時間內的通光 量也越大。 u 當鏡頭聚集于被測物表面時，同一表面上的都能在 CCD上清晰成像，這一表面前后一定范圍內的景物也能 清晰的成像，這個縱深范圍就被稱為景深。 u拍攝距離越遠，景深越大，焦距越長，景深越小，光圈 越大，

7、景深越小。 ) 2 arctan( f d w u 當f一定時，市場角越大成像 也就越大，當d一定時，焦距越 長，視場角就越少。 u光學鏡頭都是針對一定波長范圍內的光波工作，自物面發出的光 波，在此波長范圍內的，能夠通過鏡頭在像面上成一清晰像，而且 能量衰減較小；而在此范圍外的光波，則難以校正像差，成像質量 差，分辨率低，而且能量衰減很大，甚至被光學介質材料所吸收， 完全不能通過鏡頭。 定義：鏡頭在單位毫米內能夠分辨開的黑白相同的條紋對數。 F fD 22. 1 / 22. 1 分辨率為1/2d，單位為lp/mm (線對/毫米) F N 22. 1 11 理想鏡頭的分辨率完全由相對孔徑所 決定

8、，相對孔徑越大，F越小，分辨 率就越高。 鏡頭一般用于聚集光線，讓足夠多的光線能夠收斂聚焦到投影 點上，這就必須使用大面積且彎曲的透鏡，透鏡可以聚集足夠多的 光線到某一點上，使圖像的生成更加迅速，但是其代價就是引入畸 變 。 解決辦法： 1、采用攝像機標定； 2、采用遠心鏡頭； )(/*)( )(/*)( heightCCDsensorWDheightFOVf widthCCDsensorWDwidthFOVf 作用：以合適的方式將光線投射到被測物上，突出待 測特征部分的對比度。 性能白熾燈氙燈LED光源 壽命（kh）5-7約1-360-100 響應速度慢慢快 亮度較亮亮可調 特性發熱嚴重、壽命短 、易老化、能 量轉換率低 價格便宜、照明面 積大、光譜分 布不均勻、壽 命短 壽命長、相應速 度快、幾乎無 老化、功耗小 、發熱小 作用：去除照明產生的泛光 光線控制薄膜：將散射光轉為 平行光。 條形光：常用語45度角正向照明，是一種尺 寸檢測，外觀檢測經常用的一種照明方式 同軸光：照明更加均勻，提高機器視覺檢測 的準確性和重現性。 環形光：直接照射，是一種低成本，易于集 成的解決方案。 背光源：均勻度高，厚度較薄，完美呈現被 測物的輪廓。 線