机器视觉基础知识培训课件

  二、机器视觉系统相关学科 涉及相关学科有： • 计算机视觉 • 机械设计 • 照明工程 • 光学设计 • 自动控制 • 图像处理 • 嵌入式电子

  典型系统由以下组成： • 待测目标 • 光源 • 镜头 • 相机 • 图像采集卡 • 图像处理软件 • 输入输出板卡 • 工业电脑

  一、机器视觉相关概念 • 机器视觉系统的定义： 机器视觉系统是指通过图像采集单元（相机），将被摄取目标转 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；图像系统对这些信号进行各种运算 来抽取目标的特征，进而根据判别的结果来控制现场的设备动作。 • 主要适用环境： 1、高速、高精； 3、客观、无疲劳； 2、超视、微距； 4、环境限制等。

  -镜头成象面是否=相机CCD尺寸； 若相机CCD为1/2英寸，而镜头为1/3英寸，则该镜头与相机不匹配。

  萤光灯 价格 亮度 低 低 卤素灯光纤导管 高 高 LED灯源 中 中

  条款回顾  条款回顾 • 根据项目的检测条款，逐条确定是不是可以检测  精度回顾 • 根据项目的检测条款， 逐条列出试验完成精度  系统工作速度 • 记录试验中系统工作速度  系统硬件配置 • 记录系统硬件配置。光源、 镜头、工作距离、光圈、相 机、快门速度、电脑配置等

  • #1：获得完美图象的6大要素及控制因素 高系统精度。控制因素：视野、相机分辨率。 清晰成象。控制因素：镜头、光源 避免畸变。控制因素：镜头 保持待测物体在成象中大小一致。控制因素：视野、拍照角度、待测物位置 反差最大化。控制因素：光源、镜头 恰当的照明与曝光。控制因素：光源、镜头 • #2：如何获得完美图象 选择比较适合的光源、镜头、相机 学会怎么样使用、控制光源、镜头、相机

  一、机器视觉相关概念 • 机器视觉的通俗定义： 机器视觉就是用机器代替人眼来做测量和判断。 • 机器视觉的工作原理： 相机将被检测目标转换成图像信号，传送给图像处理系统，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，实现自动识 别功能。

  光源选型  光源选型 • 根据项目的检测条款，选用适合的光源  镜头选型 • 系统精度要求 • 系统工作空间要求  相机选型 • 系统精度要求 • 系统速度要求  项目试验 • 系统搭建，光源、镜头、相机 • 建立检测程序原型 • 记录试验结果，精度、检测时间

  确定图象中所要检测的部分处于清晰的焦距之内 当图象中检测部分不处于同一焦平面时，需要仔细考虑镜头的景深 注意：每一款镜头相对于固定的光圈，都有自己固定的景深 注意：缩小光圈可以加大景深。同时为保证正确曝光需要提高光强

  -获取最佳视野 -镜头畸变对系统精度的影响 -镜头分辨率对系统精度的影响

  • 系统精度（System accuracy） X方向系统精度（X方向象素值）＝ 视野范围（X方向）÷ CCD芯片象素数量（X方向） Y方向系统精度（Y方向象素值）＝ 视野范围（Y方向÷ CCD芯片象素数量（Y方向） 该指标取决于，相机分辨率及视野（FOV）

  • 避免阴影 如果图象中待测区域处于阴影之下，图象将不能提供足够的反差，这将严重影响系统检测的精 度 • 避免过亮 如果照明过亮，区域内亮部的光线会反射进暗部的区域，造成暗部区域内的细节损失 • 避免光线变化 如果照明系统发生明暗变化，会造成图象明暗变化。这将直接影响系统运行的稳定性 • 避免外界影响 注意系统周围环境的影响，如生产线上的照明系统、室外阳光等等可移动的人或物会遮挡系统 照明

  检测项目 条款 系统精度 要求 客户的真实需求 系统速度 要求  检验测试的项目条款 • 条款名称及详细说明  系统精度要求 • 详细记录每项条款的精度 要求  系统速度要求 • 清楚了解总系统的速度要求 • 对于设备制造商，还有必要了解 整个设备的工作流程  系统工作空间要求 • 初步了解视觉系统允许的工作 空间

  典型系统由以下组成： • 待测目标 • 光源 • 镜头 • 相机 • 图像采集卡 • 图像处理软件 • 输入输出板卡 • 工业电脑

  世界上所有颜色都是由三原色按不同比例组合而成 三原色的色光叠加为白光。如：日光

  确定项目检测方向：测量、检测、定位、识别。 确定项目检验测试要求：精度、速度、工作空间。 根据项目检测方向完成光源选型 根据项目精度要求确定最佳视野 根据项目精度要求及工作空间要求完成镜头选型

  • 视野（FOV） - 让视觉系统“关心”的部分尽可能“充满”视野。通俗来说，FOV越小越“好”。 - 相机分辨率相同视野越小系统精度越高 - 视野相同相机分辨率越高系统精度越高

  按芯片技术：CCD相机和CMOS相机 按靶面类型：面阵相机和线阵相机 按输出模式：模拟相机和数字相机 按颜色：彩色相机和黑白相机 按是否带处理器：智能相机和非智能相机

  芯片类型 分辨率：位于CCD&CMOS芯片上的像素数 速度：line/s，fps 光学接口：C,CS,F等