在光源选择方面LED光源尤其值得注意。机器还四绝系统稳定工作的必要条件就是:在外部条件不断变化(外部光噪声,目标的倾斜,材质和系统类型的变化)的情况下,持续获得对比鲜明的图像。而LED光源则是满足这个条件的理想光源,这是因为LED光源具有以下的一些优点:1、形状自由;2、使用寿命长;3、响应时间短;4、颜色自由;5、综合成本低。
3.2光源的照射方式
光源的照射方式有前光照、背光照、分光反照三种方式。
4、光学镜头
相机的镜头相当于人眼的晶状体。如果没有晶状体,人眼看不到任何物体;如果没有镜头,相机就无法输出图像。在机器视觉系统中,镜头的主要作用是将成像目标聚焦在图像传感器的光敏面上。镜头的质量直接影响到机器视觉系统的整体性能,合理选择并安装镜头,是机器视觉系统设计的重要环节。
一般情况下,机器视觉系统中的镜头可进行如下分类:
按焦距分类:广角镜头、标准镜头、长焦镜头等;
按调焦方式分类:手动调焦、自动调焦等;
按光圈分类:手动光圈、自动光圈。
4.1镜头的基本结构
机器视觉系统中采用的镜头一般由一组透镜和光阑组成。
4.2镜头的接口
在机器视觉中,光学镜头常用的接口为C型和CS型。C型和CS型接口均是国际标准接口。其旋合长度、制造精度、靠面尺寸及后截距(即安装基准面至像面的空气光程)公差均应符合相关要求。
4.3镜头的性能指标
镜头主要有以下几个性能指标:1、焦距2、分辨率3、视场角4、光谱特性
5、数字相机
目前数字相机所采用的传感器主要有两大类:CCD和CMOS"其中CMOS传感器由于存在成像质量差、像敏单元尺寸小、填充率低、反应速度慢等缺点,应用范围较窄。目前在机器视觉检测系统中,CCD相机因其具有体积小巧、性能可靠、清晰度高等优点得到了广泛使用。
5.1、CCD相机的基本组成
典型的CCD相机主要由CCD、驱动电路、信号处理电路、电子接口电路、光学机械接口等构成。
5.2、CCD相机的相关特性参数
CCD相机的相关特性参数主要有以下几个:
1、最低照度
CCD相机的最低照度与所使用镜头的最大相对孔径有关,在提供相机最低照度的同时,应注明测试时所使用镜头的相对孔径。
2、固定图像噪声
当不采用曝光控制时,转移栅结构的非一致性将导致栅极点位的微小变化。同时,栅极限制电阻也使栅极电位产生了微小变化,从而使光电二极管在每一积分周期的开始产生微小的电位差。因为栅极结构的特性是固定的,因此这些微小的电位差称为/固定图像噪声,当采用曝光控制时,光电二极管的初始电位由复位管的基极决定。如果基极电位较先前的电位有所提高,则将会引入一定量的电荷。即使在零照度条件下,这些电荷也会通过转移栅传输于CCD寄存器。这并不是主要问题,因为可以很容易地从输出信号中去除直流信号。但是,转移栅的非一致性将会产生直流偏置,且这一偏置在像素与像素间并不相同,从而使固定图像噪声提高了。
固定图像噪声可通过非均匀性校正电路或采用软件方法进行校正。
3、分辨率
分辨率是CCD相机的最为重要的性能参数之一,主要用于衡量相机对物像中明暗细节的分辨能力。
5.3CCD相机的分类
按照不同的分类标准,CCD相机有着多种分类方式。
按成像色彩划分,可分为彩色相机和黑白相机。
按扫描制式划分,可分为线扫描和面扫描两种方式。其中,面扫描CCD相机又可分为隔行扫描和逐行扫描。
按分辨率划分,像素数在38万以下的为普通型,像素数在38万以上的为高分辨率型;
按CCD光敏面尺寸大小划分,可分为1/4、1/3、12/、1英寸相机。
2.6图像采集卡
图像采集卡是机器视觉系统的重要组成部分,其主要功能是对相机所输出的视频数据进行实时的采集,并提供与PC的高速接口。
与用于多媒体领域的图像采集卡不同,适用于机器视觉系统的图像采集卡需实时完成高速、大数据量的图像数据处理,因而具有完全不同的结构。在机器视觉系统中,图像采集卡必须与相机协调工作,才能完成特定的图像采集任务。除完成常规的AD/转换任务以外,应用于机器视觉系统的图像采集卡还应具备以下功能:
接收来自数字相机的高速数据流,并通过PC总线高速传输至机器视觉系统的存储器;
为了提高数据率,许多相机具有多个输出通道,使几个像素可并行输出,此时需要图像采集卡对多通道输出的信号进行重新构造,恢复原始图像;
对相机及机器视觉系统中的其它模块(如光源等)进行功能控制。