分享機(jī)器視覺光源、相機(jī)、鏡頭選型注意事項(xiàng)

       在機(jī)器視覺行業(yè)中，機(jī)器視覺系統(tǒng)的組成可分為硬件和軟件兩部分。其中機(jī)器視覺的硬件選型也是極其重要的，下面由新西旺簡單為大家介紹機(jī)器視覺光源、相機(jī)、鏡頭選型注意事項(xiàng)：

一、光源選型

光源主要有兩種作用。第一：使被觀察的特征與背景之間產(chǎn)生*大的對比度，從而讓特征突出、易于區(qū)分；第二：是保持足夠的亮度，排除外界光的干擾，保證取圖的穩(wěn)定性。

選擇光源時考慮以下兩方：

光源的顏色：物體呈現(xiàn)某種顏色，是因?yàn)槠浞瓷淞藢?yīng)的光譜。拍攝物體時若想將某種顏色變成白色，就使用與該顏色相同或相似的光源（波長相同或接近）；若想拍成黑色，就使用與目標(biāo)顏色波長差較大的光源。

假如背景為藍(lán)色，檢測器械為白色，需要把背景拍成黑色，所以選擇紅色光源。紅色LED不但壽命長、性能穩(wěn)定、價格低廉，而且更重要的是其波長更接近傳感器的靈敏度峰值。

光源的形狀：機(jī)器視覺常用的光源有環(huán)形光源、條形光源、背光源、同軸光源等，考慮到機(jī)構(gòu)安裝的方便性和光照需要均勻照射。

二、相機(jī)選型

工業(yè)相機(jī)按成像色彩劃分可分為黑白相機(jī)和彩色相機(jī)；按掃描方式可分為線陣相機(jī)和面陣相機(jī)；按芯片類型可分為CCD相機(jī)和CMOS相機(jī)等。

相機(jī)選型首先應(yīng)該根據(jù)項(xiàng)目需求，確定如下幾個問題：

確定檢測產(chǎn)品的精度要求；

確定相機(jī)要看的視野大小；

確定被檢測物體的速度；

確定是動態(tài)檢測還是靜態(tài)檢測。

其次是確定相機(jī)硬件類型，選擇相機(jī)數(shù)據(jù)傳輸接口：1394、Gige(千兆網(wǎng)）、USB，camera link。再根據(jù)與鏡頭的搭配，選擇合適的相機(jī)芯片尺寸（鏡頭的*大兼容芯片尺寸大于等于相機(jī)的芯片尺寸）和與鏡頭的接口類型（C或CS）。

視覺系統(tǒng)硬件的誤差不可避免，一般都保證在1~2個像素之間的誤差，所以通過計算公式：精度=視野（長或?qū)挘孪鄼C(jī)像素（長或?qū)挘?。例如假設(shè)視野為100×60，精度要求0.1，考慮到硬件誤差，一般選型時把精度做到0.05，那么相機(jī)長邊的像素=100÷0.05=2000，短邊像素60÷0.05=1200，因此只需要理論分辨率大于或等于2000×1200像素的相機(jī)，就可以滿足需求。

三、鏡頭的選型

是否需要用遠(yuǎn)心鏡頭？在精密尺寸測量時，一般考慮遠(yuǎn)心鏡頭。遠(yuǎn)心鏡頭主要作用是為糾正傳統(tǒng)工業(yè)鏡頭的視差而設(shè)計，它可以在一定的物距范圍內(nèi)，使得到的圖像放大倍率不變。

 遠(yuǎn)心鏡頭分為物方遠(yuǎn)心、像方遠(yuǎn)心和雙側(cè)遠(yuǎn)心，其中光學(xué)放大倍率=相機(jī)芯片尺寸/視場尺寸=芯片（V）或（H）尺寸/視場（V）或（H），視野越大，放大倍率越小。一般情況下，遠(yuǎn)心鏡頭都有固定的焦距和工作距離，而且有些遠(yuǎn)心鏡頭體積大、比較重，所以需要詳細(xì)了解客戶對視場大小、工作距離、空間限制和運(yùn)動控制的要求后，才能確定需要選擇的鏡頭型號。

鏡頭的景深：相機(jī)在垂直方向上能清晰成像的空間距離，叫景深。焦距越短，景深越大；光圈越小，景深越大；鏡頭離物體的距離越遠(yuǎn)，景深越大；相機(jī)芯片像元越大，景深越大。

鏡頭的*大兼容芯片尺寸：機(jī)器視覺鏡頭的*大兼容芯片尺寸必須大于或等于相機(jī)的芯片尺寸，否則會引起嚴(yán)重的畸變和相差。

機(jī)器視覺鏡頭的接口：機(jī)器視覺鏡頭接口和相機(jī)接口都分為C、CS、F和其他更大尺寸的接口類型。相機(jī)和鏡頭是互相匹配的，即C接口的相機(jī)只能用C接口的鏡頭，CS接口的相機(jī)能用CS接口的鏡頭和加5mm接圈的C接口的鏡頭。

機(jī)器視覺鏡頭的焦距：鏡頭焦距的選擇根據(jù)公式焦距f＝工作距離×相機(jī)芯片尺寸(HorV)/FOV(HorV)，來選擇合適焦距的鏡頭。

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