工業(yè)視覺光源設(shè)計(jì)原理

本文目錄一覽：

• 1、工業(yè)相機(jī)工作原理
• 2、CCD檢測機(jī)器視覺視一個(gè)什么原理？
• 3、如何選擇工業(yè)相機(jī)的視覺光源？
• 4、機(jī)器視覺中所用到的同軸光源和其它光源的優(yōu)缺點(diǎn)，以及使用方法
• 5、什么是機(jī)器視覺？工作原理是什么
• 6、機(jī)器視覺的工作原理

工業(yè)相機(jī)工作原理

在單反數(shù)碼相機(jī)的工作系統(tǒng)中，光線透過鏡頭到達(dá)反光鏡后，折射到上面的對(duì)焦屏并結(jié)成影像，透過接目鏡和五棱鏡，我們可以在觀景窗中看到外面的景物。與此相對(duì)的，一般數(shù)碼相機(jī)只能通過LCD屏或者電子取景器（ EVF看到所拍攝的影像。顯然直接看到的影像比通過處理看到的影像更利于拍攝。

在DSLR拍攝時(shí)，當(dāng)按下快門鈕，反光鏡便會(huì)往上彈起，感光元件（CCD或力QS前面的?？扉T幕簾便同時(shí)打開，通過鏡頭的光線便投影到感光原件上感光，然后后反光鏡便立即恢復(fù)原狀，觀景窗中再次可以看到影像。單鏡頭反光相機(jī)的這種構(gòu)造，確定了它是完全透過鏡頭對(duì)焦拍攝的，它能使觀景窗中所看到的影像和膠片上永遠(yuǎn)一樣，它的取景范圍和實(shí)際拍攝范圍基本上一致，十分有利于直觀地取景構(gòu)圖。

典型的機(jī)器視覺系統(tǒng)主要由光源、鏡頭、工業(yè)相機(jī)、圖像采集卡或圖像處理器，以及控制輸出單元等硬件構(gòu)成。其中，工業(yè)相機(jī)是機(jī)器視覺系統(tǒng)最核心的組件，其本質(zhì)的功能就是將光信號(hào)轉(zhuǎn)變成為有序的電信號(hào)，再將該信號(hào)模數(shù)轉(zhuǎn)換并送到處理器后以完成圖像的處理、分析和識(shí)別。選擇合適的工業(yè)相機(jī)是機(jī)器視覺系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)，工業(yè)相機(jī)類型不僅直接決定所采集到的圖像分辨率、圖像質(zhì)量，同時(shí)也與整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行模式直接相關(guān)。

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CCD檢測機(jī)器視覺視一個(gè)什么原理？

CCD，中文全名：電荷耦合元件。可以稱為CCD圖像傳感器。CCD廣泛用于數(shù)字?jǐn)z影，天文學(xué)，尤其是光學(xué)遙測，光學(xué)和光譜望遠(yuǎn)鏡以及高速攝影技術(shù)。CCD器件及其應(yīng)用技術(shù)的研究取得了驚人的進(jìn)展，特別是在圖像傳感和非接觸式測量領(lǐng)域。

CCD的工作過程分為光電轉(zhuǎn)換，電荷存儲(chǔ)，電荷轉(zhuǎn)移和電荷檢測四個(gè)部分。光電轉(zhuǎn)換是將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。CCD由許多光敏像素組成，每個(gè)像素都是一個(gè)光電二極管，可檢測像素上產(chǎn)生的電荷，產(chǎn)生的信號(hào)電荷量直接與入射光的強(qiáng)度和曝光時(shí)間成正比。

CCD視覺檢測CCD視覺檢測工作原理

CCD視覺檢測設(shè)備是使用機(jī)器代替人眼進(jìn)行測量和判斷。CCD視覺檢測工作原理是指通過CCD圖像拾取設(shè)備將捕獲的對(duì)象轉(zhuǎn)換為圖像信號(hào)，然后將其發(fā)送到專用圖像處理系統(tǒng)，根據(jù)像素分布和亮度，色彩等信息，將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào);圖像系統(tǒng)對(duì)這些信號(hào)執(zhí)行各種操作以提取目標(biāo)的特征(例如面積，數(shù)量，位置，長度)，然后根據(jù)預(yù)設(shè)的允許范圍和其他條件，包括尺寸，角度，數(shù)量，面合格/不合格，有/無等，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)識(shí)別功能。然后根據(jù)判別結(jié)果在現(xiàn)場控制設(shè)備的操作。這是生產(chǎn)，組裝或包裝的寶貴機(jī)制。它在檢測缺陷和防止將缺陷產(chǎn)品交付給消費(fèi)者方面具有不可估量的價(jià)值。

CCD視覺檢測機(jī)CCD視覺檢測功能

CCD機(jī)器視覺系統(tǒng)是用于工業(yè)檢測和識(shí)別的高科技產(chǎn)品，機(jī)器視覺提高了生產(chǎn)的靈活性和自動(dòng)化程度。在某些不適合危險(xiǎn)工作環(huán)境或人工視覺的情況下，這些條件很難滿足手動(dòng)工作的要求，通常使用機(jī)器視覺來代替人工視覺。同時(shí)，在大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)過程中，人工視覺被用來檢查產(chǎn)品質(zhì)量和效率不高，并且準(zhǔn)確性不高，機(jī)器視覺檢測方法可以大大提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)自動(dòng)化。

在當(dāng)今世界，科學(xué)技術(shù)日新月異，并且不斷引入越來越強(qiáng)大和復(fù)雜的技術(shù)產(chǎn)品，為人們的工作和生活帶來了創(chuàng)新的經(jīng)驗(yàn)和變化。在這些高質(zhì)量技術(shù)產(chǎn)品的背后，存在著越來越復(fù)雜的生產(chǎn)過程，需要進(jìn)行加工，組裝和檢查。這些對(duì)自動(dòng)化機(jī)器，CCD機(jī)器視覺系統(tǒng)的眼睛提出了越來越高的要求。CCD機(jī)器視覺系統(tǒng)在工業(yè)中的應(yīng)用將越來越受歡迎。將來，它將取代工廠中的體力勞動(dòng)，進(jìn)行一些檢測和識(shí)別。

CCD視覺檢測設(shè)備CCD視覺檢測的重要因素

照明是影響機(jī)器視覺系統(tǒng)輸入的重要因素，它直接影響輸入數(shù)據(jù)的質(zhì)量和應(yīng)用效果。由于沒有通用的機(jī)器視覺照明設(shè)備，因此對(duì)于每個(gè)特定的應(yīng)用示例，必須選擇相應(yīng)的照明設(shè)備以達(dá)到最佳效果。

光源可分為可見光和不可見光。幾種常用的可見光源是白旗燈，熒光燈，水銀燈和鈉燈?？梢姽獾娜秉c(diǎn)是光能不能保持穩(wěn)定。如何保持光能在一定程度上穩(wěn)定是實(shí)際過程中亟待解決的問題。

另一方面，環(huán)境光可能會(huì)影響圖像質(zhì)量，因此您可以使用添加保護(hù)屏的方法來減少環(huán)境光的影響。根據(jù)其照明方法，照明系統(tǒng)可以分為：背光照明，前向照明，結(jié)構(gòu)照明和頻閃照明。

其中，背光是將要測量的物體放置在光源和攝像機(jī)之間，其優(yōu)點(diǎn)是可以獲取高對(duì)比度的圖像。正向照明意味著光源和攝像機(jī)位于待測物體的同一側(cè)，易于安裝。

結(jié)構(gòu)化光照明將光柵或線性光源投射到被測對(duì)象上，并根據(jù)它們產(chǎn)生的失真來解調(diào)被測對(duì)象的三維信息。頻閃閃光燈照明是為了將高頻光脈沖照射到物體上，并且照相機(jī)的拍攝需要與光源同步。

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如何選擇工業(yè)相機(jī)的視覺光源？

信熙緣科技為您解答， 首先我們來解答一下光源的作用與要求——

以配合DALSA工業(yè)相機(jī)使用的光源來介紹。

光源的作用和要求：

1-在機(jī)器視覺中的作用

@照亮目標(biāo)，提高亮度

@形成有利于圖像處理的效果

@克服環(huán)境光照影響，保證圖像穩(wěn)定性

@用作測量的工具或參照

2-良好的光場設(shè)計(jì)要求

@對(duì)比度明顯，目標(biāo)與背景的邊界清晰

@背景盡量淡化而且均勻，不干擾圖像處理

@與顏色有關(guān)的還需要顏色真實(shí)，亮度適中，不過曝或欠曝

機(jī)器視覺中所用到的同軸光源和其它光源的優(yōu)缺點(diǎn)，以及使用方法

1、同軸光源

同軸光源可以消除物體表面不平整引起的陰影，從而減少干擾；部分采用分光鏡設(shè)計(jì)，減少光損失，提高成像清晰度，均勻照射物體表面。應(yīng)用領(lǐng)域:系列光源最適宜用于反射度極高的物體，如金屬、玻璃、膠片、晶片等表面的劃傷檢測，芯片和硅晶片的破損檢測，Mark點(diǎn)定位，包裝條碼識(shí)別。

2、背光源

用高密度LED陣列面提供高強(qiáng)度背光照明，能突出物體的外形輪廓特征，尤其適合作為顯微鏡的載物臺(tái)。紅白兩用背光源、紅藍(lán)多用背光源，能調(diào)配出不同顏色，滿足不同被測物多色要求。應(yīng)用領(lǐng)域:機(jī)械零件尺寸的測量，電子元件、IC的外型檢測，膠片污點(diǎn)檢測，透明物體劃痕檢測等。

3、條形光源

條形光源是較大方形結(jié)構(gòu)被測物的首選光源；顏色可根據(jù)需求搭配，自由組合；照射角度與安裝隨意可調(diào)。應(yīng)用領(lǐng)域:金屬表面檢查，圖像掃描，表面裂縫檢測，LCD面板檢測等。

4、環(huán)形光源

環(huán)形光源提供不同照射角度、不同顏色組合，更能突出物體的三維信息；高密度LED陣列，高亮度；多種緊湊設(shè)計(jì)，節(jié)省安裝空間；解決對(duì)角照射陰影問題；可選配漫射板導(dǎo)光，光線均勻擴(kuò)散。應(yīng)用領(lǐng)域:PCB基板檢測，IC元件檢測，顯微鏡照明，液晶校正，塑膠容器檢測，集成電路印字檢查

5、AOI專用光源

不同角度的三色光照明，照射凸顯焊錫三維信息；外加漫射板導(dǎo)光，減少反光；不同角度組合；應(yīng)用領(lǐng)域:用于電路板焊錫檢測。

6、球積分光源

具有積分效果的半球面內(nèi)壁，均勻反射從底部360度發(fā)射出的光線，使整個(gè)圖像的照度十分均勻。應(yīng)用領(lǐng)域:合于曲面，表面凹凸，弧形表面檢測，或金屬、玻璃表面反光較強(qiáng)的物體表面檢測。

7、線形光源

超高亮度，采用柱面透鏡聚光，適用于各種流水線連續(xù)檢測場合。應(yīng)用領(lǐng)域:陣相機(jī)照明專用，AOI專用。

8、點(diǎn)光源

大功率LED，體積小，發(fā)光強(qiáng)度高；光纖鹵素?zé)舻奶娲罚绕溥m合作為鏡頭的同軸光源等；高效散熱裝置，大大提高光源的使用壽命。應(yīng)用領(lǐng)域:適合遠(yuǎn)心鏡頭使用，用于芯片檢測，Mark點(diǎn)定位，晶片及液晶玻璃底基校正。

9、組合條形光源

四邊配置條形光，每邊照明獨(dú)立可控；可根據(jù)被測物要求調(diào)整所需照明角度，適用性廣。應(yīng)用案例:CB基板檢測，IC元件檢測，焊錫檢查，Mark點(diǎn)定位，顯微鏡照明，包裝條碼照明，球形物體照明等。

10、對(duì)位光源

對(duì)位速度快；視場大；精度高；體積小，便于檢測集成；亮度高，可選配輔助環(huán)形光源。應(yīng)用領(lǐng)域:VA系列光源是全自動(dòng)電路板印刷機(jī)對(duì)位的專用光源。

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什么是機(jī)器視覺？工作原理是什么

機(jī)器視覺系統(tǒng)的原理：

機(jī)器視覺系統(tǒng)是指用電腦來實(shí)現(xiàn)人的視覺功能，也就是用電腦來實(shí)現(xiàn)對(duì)客觀的三維世界的識(shí)別。按現(xiàn)在的理解，人類視覺系統(tǒng)的感受部分是視網(wǎng)膜，它是一個(gè)三維采樣系統(tǒng)。三維物體的可見部分投影到網(wǎng)膜上，人們按照投影到視網(wǎng)膜上的二維的像來對(duì)該物體進(jìn)行三維理解。所謂三維理解是指對(duì)被觀察物件的形狀、尺寸、離開觀察點(diǎn)的距離、質(zhì)地和運(yùn)動(dòng)特征（方向和速度）等的理解。

技術(shù)特點(diǎn)：

（1）機(jī)器視覺是一項(xiàng)綜合技術(shù)，其中包括數(shù)字圖像處理技術(shù)，機(jī)械工程技術(shù)，控制技術(shù)，電光源 照明技術(shù)，光學(xué)成像技術(shù)，傳感器技術(shù)，模擬與 數(shù)字視頻技術(shù)，計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)，人機(jī)接口技術(shù) 等這些技術(shù)在機(jī)器視覺中是并列關(guān)系，相互協(xié)調(diào) 應(yīng)用才能構(gòu)成一個(gè)成功的工業(yè)機(jī)器視覺應(yīng)用系統(tǒng)。

（2）機(jī)器視覺更強(qiáng)調(diào)實(shí)用性，要求能夠適應(yīng)工業(yè)要求 生產(chǎn)中惡劣的環(huán)境，要有合理的性價(jià)比，要有通 用的工業(yè)接口，能夠由普通工作來操作，有較高 的容錯(cuò)能力和安全性，不會(huì)破壞工業(yè)產(chǎn)品，必須有較強(qiáng)的通用性和可移植性。

（3）對(duì)機(jī)器視覺工程師來說，不僅要具有研究數(shù)學(xué)理論和編制計(jì)算機(jī)軟件的能力，更需要的是光， 機(jī)，電一體化的綜合能力。

（4）機(jī)器視覺更強(qiáng)調(diào)實(shí)時(shí)性，要求高速度和高精度 度，因而計(jì)算機(jī)視覺和數(shù)字圖像處理中的許多技 術(shù)目前還難以應(yīng)用于機(jī)器視覺，它們的發(fā)展速度 遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其在工業(yè)生產(chǎn)中的實(shí)際應(yīng)用速度。

機(jī)器視覺的工作原理

采用機(jī)器視覺設(shè)備就是用機(jī)器替代人眼完成檢測，具體實(shí)現(xiàn)的過程是用工業(yè)相機(jī)采集被檢測器件的圖像，而這個(gè)采集的過程可以說是機(jī)器視覺最為重要的一個(gè)環(huán)節(jié)了，因?yàn)橐獙⒈徊杉骷枰獧z測的特征全部都體現(xiàn)出來，所以如何采集圖像需要不斷地根據(jù)器件的特征調(diào)整光源以及相機(jī)的參數(shù)，確保能夠采集到準(zhǔn)確的圖像需要不斷地進(jìn)行調(diào)整。

當(dāng)然這個(gè)時(shí)候是模擬量，然后利用專業(yè)的圖像處理軟件將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)；再對(duì)其進(jìn)行運(yùn)算，抽取目標(biāo)的待檢測特征，比如說顏色、器件表面是否有劃痕、規(guī)格大小是否合格、表面涂料是否均勻等等；輸出結(jié)果，反饋到機(jī)械端對(duì)于器件進(jìn)行分檢，將不合格器件挑選出來。

一般來說，機(jī)器視覺設(shè)備工作原理就是把機(jī)器人視覺硬件主要包括圖像獲取和視覺處理兩部分，而圖像獲取由照明系統(tǒng)、視覺傳感器、模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器和幀存儲(chǔ)器等組成。機(jī)器人視覺通過視覺傳感器獲取環(huán)境的二維圖像，并通過視覺處理器進(jìn)行分析和解釋，進(jìn)而轉(zhuǎn)換為符號(hào)，讓機(jī)器人能夠辨識(shí)物體，并確定其位置。