机器视觉组成部分及基础知识PPT课件

机器视觉组成部分及基础知识,计算机视觉系统组成：,图像处理,姿态,-,机器视觉市场,机器视觉系统中部件包括：光源、工业摄像机、图像采集卡、镜头、图像处理设备等。机器视觉市场包括:部件生产商【部门工作】代理商【部门工作】系统集成商【系统部工作】,-,计算机视觉系统组成光源,图像处理,姿态,-,光源光源的种类,高频荧光灯,卤素灯,LED灯,-,光源光源性能对比,-,光源LED光源特点,可制成各种形状、尺寸及各种照射角度；可根据需要制成各种颜色，并可随时调节亮度；散热效果更好，光亮度更稳定；使用寿命长（约3万小时，间断使用寿命更长）；反应快捷，可在10us或更短的时间内达到最大亮度；电源带有外触发，可以用作频闪灯；运行成本低、寿命长的LED，会在综合成本和性能方面体现出更大的优势；可根据客户的需要，进行特殊设计。,-,光源LED光源的颜色,主要颜色红色蓝色绿色白色其他颜色橙色红外紫外,-,照明技术之一,直射光和漫射光(Regularlight&Diffusedlight),-,照明技术之一,镜面反射和漫反射(Regularreflection&Diffusedreflection),-,照明技术之二,明视野和暗视野(Brightfield&Darkfield),-,照明技术之二,-,照明技术之二,案例：塑料饮料瓶肩部OCR条型照明(直接光),-,照明技术之三,折射照明(Refractionlight)光由一种介质(物质)斜射到另一种介质，传播方向发生改变当入射角满足一定的条件时，不会发生折射,14,-,照明技术之三,案例：钻石棱角测定,15,-,照明技术之四,透射照明(Penetratinglight)背光的运用透射照明，即使光线透射对象物，并观察其透射光的照明手法因材质和厚度不同，对光的透过特性(透明度)各异光根据其波长之长短，对物质的穿透能力(穿透率)各异波长越长，对物质的透过力越强。波长越短，在物质表面的扩散率(反射和透射的比率)越大,16,-,案例一：读取塑封带内的TSOP型号,照明技术之四,17,-,案例二：药片包装(LDL-TP-51x51),照明技术之四,-,照明技术之五,色和补色(Utilizationofcolor),19,-,照明技术之五,非发光物体的颜色,20,-,照明技术之五,案例,21,-,照明技术之五,22,-,照明技术之五,案例二：金属涂层的表面检测,23,-,光源光源配件的应用,偏光器(Polarizer),-,偏光技术的应用,光源光源配件的应用,25,-,防外乱光滤镜(Shape-cutfilter),光源光源配件的应用,26,-,防外乱光滤镜的应用金属工件的轮廓检测,光源光源配件的应用,27,-,光线控制薄膜(Lightcontrolfilm),排列着微细遮光线条的塑料薄膜由微细遮光线条控制光线的方向和指向性将散射光转化为类似平行光,光源光源配件的应用,28,-,光线控制薄膜的应用螺钉的轮廓检测,光源光源配件的应用,29,-,计算机视觉系统组成镜头,图像处理,姿态,-,镜头主要参数,-,镜头影响图像质量的关键因素,-,镜头焦距，物距，成像尺寸,-,镜头的分辨率,影响分辨率的主要因素：镜头结构、材质、加工精度等。其它因素：镜头光圈越大，分辨率越高；光波长度，波长越短分辨率越高；同档次的固定焦距镜头比变焦镜头分辨率高；短焦镜头一般边缘分辨率比中心低，长焦镜头一般中心比边缘分辨率低。,-,焦距计算公式,焦距f,工作距离L,视野W,物方,传感器大小d,像方,焦距标准计算方法:f=L/(1+1/)方法倍率=d/W,焦距快速计算方法:d/W=f/Lf=d*L/W,-,景深的概念,-,景深计算公式,物方景深的计算机公式：DOF=2*workingF#*circleofconfusion/magnification2其中：workingF#=F#(infinity)*(1+magnificationratio)F#(infinity)=光圈值(当被测物在无限远处)WorkingF#=光圈值(被测物在近处)Magnificationratio=放大倍率（计算方法：传感器的大小/视野）DOF(object)=景深(物方)Circleofconfusion=模糊圆。当一点光投影在一张纸上，如果焦点十分准确，理论上会形成一点的影像，但如果焦点错落于焦点之前或之后附近，会变成一个模糊的圆，即模糊圆（简称CoC）。经验值：像圆尺寸的3倍,-,景深影响因素,镜头光圈光圈越大，景深越小；光圈越小，景深越大；镜头焦距镜头焦距越长，景深越小；焦距越短，景深越大；拍摄距离距离越远，景深越大；距离越近，景深越小。,-,计算机视觉系统组成摄像机,图像处理,姿态,-,工业摄像机典型结构,相机镜头接口C-mountCS-mountF-mountM42M72等,图像传感器,参数控制模块调整曝光时间调整增益等相机参数预处理模块自动白平衡3A控制Bayer变换等预处理功能,IO控制模块供电触发信号闪光同步信号,数据传输模块接口类型USB2.0CameraLinkGigEEthernet1394a/b光纤USB3.01394S3200HSLink.,智能相机处理器DSPARMPowerPC等,-,工业摄像机传感芯片,-,工业摄像机曝光方式和扫描方式,-,工业摄像机传感芯片,黑白面阵相机,彩色面阵相机,黑白线阵相机,3线彩色线阵相机,双线彩色线阵相机,其他,3CCD相机,2CCD面阵相机,-,工业相机接