機器視覺系統(tǒng)中的硬件選型

機器視覺系統(tǒng)中采集圖像的總體要求有：系統(tǒng)精度高、成像清晰、避免畸變、大小一致、對比度好。這些要求跟相機、鏡頭、光源的選擇息息相關(guān)。下面來我們說說這些硬件的選擇方法、流程。

一、相機的選擇

1、相機的色彩選擇：

是進行顏色檢測→彩色相機。

不是進行顏色檢測→黑白相機。

2、相機的接口選擇：

帶寬要求>800mm→CamerLink接口。

800mm>帶寬要求>400mm→以太網(wǎng)、1349接口。

400mm>帶寬要求→普通模擬相機。

3、相機的掃描方式選擇：

是P/M/V>30ms→隔行掃描方式的相機。

不是P/M/V>30ms→逐行掃描方式的相機。

4、相機分辨率的選擇：

（1）圖像分辨率（Ri）

圖像分辨率指圖像行和列的像素數(shù)目，由相機圖像分辨率和圖像采集卡圖像分辨率中較低者決定。如不符合項目需要，則要翻倍計算。如：640*480，1280*960，2560*1920等。

Ri=FOV/Rs

（2）空間分辨率（Rs）

空間分辨率是從像素中心映射到場景的間距，也就是通常說的精度。鏡頭長或?qū)挿较蚓?工作視野/相機芯片長或?qū)挼姆直媛省?/span>

Rs=FOV/Ri

（3）特征分辨率（Rf）

特征分辨率是能被機器視覺系統(tǒng)可靠采集到的物體最小特征尺寸。最少要2個像素（pix）來描述圖像的特征，在實際應(yīng)用中可能還要更多個像素來描述。最小特征像素數(shù)用Fp表示。

Rf=Rs*Fp

（4）測量分辨率（Rm）

測量分辨率是可以被機器視覺系統(tǒng)檢測到的被測物的尺寸或位移的最小變化。實際應(yīng)用中一般能達到1/10pix。

Rm=Rs*Mp

（5）像素分辨率（Mp）

像素分辨率是像素的灰度或彩色等級，由圖像采集卡或相機的D/A轉(zhuǎn)換得到。如灰度的256個等級、彩色的RGB000000~FFFFFF編碼。

5、相機的幀率和曝光模式選擇

是拍攝運動物體→全局曝光模式相機，運動速度決定幀率。

6、根據(jù)被測物的復(fù)雜度選擇

被測目標為非常精密、微小、模糊等→CCD相機比CMOS相機要好，黑白要比彩色相機好。

二、鏡頭的選擇

1、鏡頭類型的選擇

是檢測精度高→遠心鏡頭。

不是檢測精度高→CCTV監(jiān)控鏡頭。

2、鏡頭接口的選擇

芯片尺寸大于2/3inch→F型接口或?qū)Ｓ媒涌诘南鄼C和鏡頭。

芯片尺寸小于、等于2/3inch→C型接口的相機和鏡頭。

3、鏡頭焦距選擇

在芯片尺寸已定的情況下：

焦距/工作距離=芯片尺寸/工作視野，

工作視野=芯片尺寸*工作距離/焦距，

焦距=工作距離*芯片尺寸/工作視野。

4、鏡頭其他參數(shù)的選擇

（1）鏡頭視野范圍要比目標稍大；

（2）景深要求大，則使用小光圈的鏡頭；

（3）鏡頭與光源的配合。

三、光源的選擇

1、環(huán)形光源的選擇

（1）根據(jù)安裝高度、角度，選擇環(huán)形光源的尺寸、角度。

（2）根據(jù)被測目標的面積，選擇環(huán)形光源的尺寸、角度。

（3）根據(jù)被測目標的表現(xiàn)特征位于圖像邊緣，選擇環(huán)形光源的尺寸大、角度大。

（4）根據(jù)被測目標的表面反射、衍射性，選擇環(huán)形光源的波長。

2、條形光源的選擇

（1）條形光源的長度要比被測目標稍長。

（2）被測目標表面高反光則要加上漫射板。

（3）根據(jù)實際需要，可以多條條形光源組合。

3、同軸光源的選擇

（1）應(yīng)選擇發(fā)光面積為被測目標面積1.5~2倍的同軸光源。

（2）同軸光源的安裝位置距離被測目標要盡可能近。

4、背光源的選擇

（1）背光源的大小與被測目標的大小相比稍大，能蓋住目標。

（2）利用背光源檢測輪廓時，盡量選擇短波光源。

（3）對于圓軸類被測目標，盡量使用平行背光源。