机器视觉培训教程第二讲

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1、机器视觉培训系列教程基础入门培训机器视觉中的图像采集技术硬件基础知识第二讲第二讲：机器视觉中的图像采集技术硬件基础知识镜头基本概念镜头分类镜头的成像原理及各参数间关系第二讲大纲上第二讲：机器视觉中的图像采集技术硬件基础知识相机基本概念相机基本结构相机基本成象原理相机分类相机发展趋势第二讲大纲中第二讲：机器视觉中的图像采集技术硬件基础知识板卡硬件基本概念板卡基本工作原理视觉系统成象原理板卡发展趋势第二讲大纲下第二讲：机器视觉中的图像采集技术硬件基础知识一、镜头基本概念：成象面视野（FOV）物方焦距调节

2、光圈工作距离（WD）景深（DOV）像方焦距第二讲：机器视觉中的图像采集技术硬件基础知识一、镜头基本概念：视野(FOV):图象采集设备所能够覆盖的范围，它可以是在监视器上可以见到的范围，也可以使设备所输出的数字图象所能覆盖的最大范围.最大最小工作距离（WorkDistance）:从物镜到被检测物体的距离的范围，小于最小工作距离大于最大工作距离系统均不能正确成像.景深（DepthOfField）:在某个调焦位置上，景深内的物体都可以清晰成像.第二讲：机器视觉中的图像采集技术硬件基础知识一、镜头基本概念：

3、畸变几何畸变指的是由于镜头方面的原因导致的图象范围内不同位置上的放大率存在的差异。几何畸变主要包括径向畸变和切向畸变。如枕形或桶形失真镜头接口：C-MOUNT镜头的标准接口之一，镜头的接口螺纹参数：公称直径：1inch；螺距：32牙CS－Mount是C－Mount的一个变种，区别仅仅在于镜头定位面到图像传感器光敏面的距离的不同，C－Mount是17.5mm，CS－Mount是12.5mm。C/CS能够匹配的最大的图象传感器的尺寸不超过1“。第二讲：机器视觉中的图像采集技术硬件基础知识一、镜头基本概念

4、：成像面：镜头将外部真实世界清晰地成象平面。光圈与F值：光圈是一个用来控制光线透过镜头，进入机身内感光面的光量的装置，它通常是在镜头内。表达光圈大小我们是用f值：f1，f1。4，f2，f2。8，f4，f5。6，f8，f11，f16，f22，f32，f44，f64物方焦距调节：调节成象清晰度的装置像方焦距：像方焦距是像方主面到像方焦点的距离。如：50MM，35MM，16MM等。第二讲：机器视觉中的图像采集技术硬件基础知识一、镜头基本概念：镜头分辨率：一毫米内镜头成像中所能分辨出的线的数目。如：100线

5、/MM第二讲：机器视觉中的图像采集技术硬件基础知识二、镜头的分类：广角镜头像方焦距比标准焦距（50MM）短的镜头。如16MM镜头景深大、最小工作距离短、同样工作距离下视野大。远距镜头像方焦距比标准焦距（50MM）长的镜头。如75MM镜头景深小、最小工作距离长、同样工作距离下视野小。变焦镜头像方焦距可变的镜头。如35~70MM镜头显微镜头物体成像与物体物理大小相对比率。如1：1、1：2镜头。远心镜头无畸变镜头第二讲：机器视觉中的图像采集技术硬件基础知识三、镜头的成像原理及各参数间关系：正确曝光所需光量

6、（相当于桶的容积，正确拍照标准是得到恰好的光量。正确曝光的标准就是用“水”将这个“桶”充满）工作距离（距离越远，所需时间越长）光圈（相当于水龙头开关，开得越大，所需时间越短）光线强度（相当于水压，水压越大，所需时间越短）光线（相当于水）正确曝光时间（相当于以当前的水压、龙头开关大小、距离，将桶装满的时间第二讲：机器视觉中的图像采集技术硬件基础知识四、相机的基本概念：传感器的尺寸:图像传感器感光区域的面积大小。这个尺寸直接决定了整个系统的物理放大率。如：1/3“、1/2”等。绝大多数模拟相机的传感器的

7、长宽比例是4:3(H:V)，数字相机的长宽比例则包括多种：1:1,16:9,3:2etc.第二讲：机器视觉中的图像采集技术硬件基础知识四、相机的基本概念：物理放大率:传感器感光面积于视野的比值，整个参数基本取决于镜头.系统放大率:最后显示环节上目标的尺寸于实际目标尺寸的比值。系统放大率取决于物理放大率和显示系统的阐述。对于自动测量和检测系统而言，物理放大率具有关键的意义。系统放大率仅仅对于需要人机交互进行检测的系统有意义象素（Pixel）：传感器感光面上最小感光单位。第二讲：机器视觉中的图像采集技术

8、硬件基础知识四、相机的基本概念：分辨率(Resolution):传感器感光面指的片点阵行与列的象素数量。相机的分辨率会直接影响到整个系统的测量精度。另外，一个相机的分辨率与它的价格是呈正比的。如：640*480480768640480760574美制RS–170Norm欧制CCIR-Norm第二讲：机器视觉中的图像采集技术硬件基础知识四、相机的基本概念：象素孔径比（PixelAperture）：指象素长与宽的比值。对于正方形的象素来说，其象素孔径比为1：1。此参数，对