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1、视觉检测系统,一、视觉检测系统的组成,视觉检测系统的构成如图所示。,1、光源,（1）光源的作用： 、使视场具有足够照度 - 整体亮度、突出特征量 、满足一定的投影关系 - 位置变化、成像质量 、满足一定的滤光要求 - 区别、对比度,1、光源,（2）一副好的图像应该具备如下条件： 、对比度明显，目标与背景的边界清晰； 、背景尽量淡化而且均匀，不干扰图像处理； 、与颜色有关的还需要颜色真实，亮度适中，不过度曝光。,（3）、常见视觉光源：氙灯、高频荧光灯、卤素灯（光纤光源)、LED 。,1、光源,氙灯,卤素灯,高频荧光灯,LED,（4）、常见视觉光源综合性能对比,1、光源,2、镜头,（1） 作用：相
2、当于人眼的晶状体 、成像：没有镜头，摄像机不能采集到任何图像。 、聚焦：当镜头成像平面不在摄像机像面上时，输出图像模糊不清 -调整镜头的位置，改变CCD与镜头基准面的距离 、曝光：改变光积分时间/曝光量- 改变灰度（人眼所不具备的功能） 、变焦：改变镜头的焦距 - 改变成象大小 （人眼所不具备的功能）,2、镜头,（2） 组成：光圈/相对孔径 光圈：控制镜头入光量的光学装置。光圈大小用f值。 光圈数f#表示焦距与整个镜头有效同光孔径的 比值。,光圈大小对图片亮度的影响,光圈较小图片亮度较暗，工件和背景的对比度相对较低,光圈中等图片亮度一般，工件和背景的对比度一般,光圈较大图片亮度较亮，工件和背景
3、的对比度较高,2、镜头,（2） 组成：聚焦环 聚焦是成像的必要条件。 聚焦环不同状态下的成像效果：,聚焦环未进行调节，图像模糊不清。,调节聚焦环，图像清晰度改善。,继续调节聚焦环，图像完全清晰。,对系统的影响：图像不清晰，难以呈现很好的图像效果，降低系统精度，直接影响到机器视觉系统的整体性能，增加图像处理难度。,2、镜头,（3） 主要参数：焦距、光圈/相对孔径、视场/视场角、工作距离、最大兼容CCD尺寸、景深、畸变、光学接口、镜头分辨率。,视场/视场角,景深,光学接口,2、镜头,（4）镜头分类 按功能分类：定焦镜头、变焦镜头、定光圈镜头 按视角分类：普通镜头、广角镜头、远摄镜头 按焦距分类：短
4、焦距镜头、中焦距镜头、长焦距镜头 按用途分类：微距镜头、远心镜头、CCTV镜头 工业应用中，最常用的镜头为远心镜头和CCTV镜头。,远心镜头成像原理,远心镜头,3、工业摄像机,摄像机是将光信号转换成电信号。早期的摄像机没有将模拟电信号转换成数字电信号的功能，所以称为模拟相机。模拟相机一般需要和图像采集卡配合使用。图像采集卡将模拟相机的电信号转换为数字信号，并传输至电脑。而近年来的数字摄像机具有模拟转换功能，并遵从一定的通信协议，所以能够直接将采集到的图像信号传输至电脑。这类摄像机称之为数字相机，目前已成为机器视觉系统的主流摄像机了。,工业模拟摄像机,工业数字摄像机,4、图像采集/处理卡,（1）
5、、主要功能： 接收来自摄像机的图像信号：模拟摄像机 - 标准电视信号。 数字摄像机 - 数字信号 。 存储图像数据：容量大、速度高、存取方便。 图像处理：简单预处理 - 滤波、二值化。 图像叠加 - 直线、圆、数字、符号。 图像输出：输出到监视器 - 监视、观察。 输出到计算机 - 图像处理、模式识别。,4、图像采集/处理卡,（2）、图像采集/处理卡的种类： 外置式：独立单元、单独供电、功能全面、容易构成视觉系统 图像卡式：插入计算机扩展槽内 - 使用方便、速度快、成本低 传输式：数字摄像机 - 计算机接口/网络传输（串行、并行、USB）,5、图像处理系统,（1）、信号处理电路 （1）、信号放大- 运算放大电路（运算放大器） （2）、噪声抑制 - 信号淹没在噪声中； （3）、电压/电流（V/A）转换 - 需要电流输出时； （4）、模拟/数字（A/D）转换 - 需要输出数字信号时 （2）、图像处理：预处理+提取、识别、计算,二、视觉检测系统的工作流程,
