工业机器人视觉系统组成及介绍.ppt

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1、ByBradLucas2016.4.9工业机器人视觉系统组成及介绍视觉系统0.机器视觉系统组成架构1.工业摄像机2.镜头3.照明光源4.图像采集/处理卡模拟相机视觉系统数字相机视觉系统0.机器视觉系统组成架构1.相机的概念2.相机的分类（1）芯片类型（2）传感器结构特性（3）扫描方式（4）分辨率大小（5）输出信号方式（6）输出色彩（7）输出信号速度（8）响应频率范围（9）深度的计算方式一.工业相机篇3.相机的主要参数4.工业相机与普通相机的区别5.工业相机选型的依据（1）应用的不同（2）分辨率的选择（3）与镜头的匹配

2、（4）相机帧数选择6.几种摄像机的参数实例工业相机是机器视觉系统中的一个关键组件，其最本质的功能就是将光信号转变成有序的电信号。灰度值的产生：1.相机的概念N个电子落在传感器的区域内电子-空穴对形成电荷然后转换为电压电压经过放大并通过模数转换数字化产生灰度值y（1）芯片类型CCD相机、CMOS相机(CCD图像传感器提供较好的质量，而CMOS图像传感器按电池寿命和低成本来说能提供更好的性能)（2）传感器结构特性线阵相机、面阵相机（3）扫描方式隔行扫描相机、逐行扫描相机2.相机的分类（4）分辨率大小普通分辨率相机、高分辨

3、率相机（5）输出信号方式模拟相机、数字相机（6）输出色彩单色相机、彩色相机（7）输出信号速度普通速度相机、高速相机（8）响应频率范围可见光（普通）相机、红外相机、紫外相机等（9）深度的计算方式单目RGB摄像机、双目摄像机、RGBD摄像机1.分辨率（Resolution）：相机每次采集图像的像素点数（Pixels），对于数字相机一般是直接与光电传感器的像元数对应的，对于模拟相机机则是取决于视频制式，PAL制为768*576，NTSC制为640*480，模拟相机已经逐步被数字相机代替，且分辨率已经达到6576*4384。

4、2.像素深度（PixelDepth）：即每像素数据的位数，一般常用的是8Bit，对于数字相机机一般还会有10Bit、12Bit、14Bit等。3.最大帧率（FrameRate）/行频（LineRate）：相机采集传输图像的速率，对于面阵相机一般为每秒采集的帧数（Frames/Sec.），对于线阵相机为每秒采集的行数（Lines/Sec.）。4.曝光方式（Exposure）和快门速度（Shutter）：对于线阵相机都是逐行曝光的方式，可以选择固定行频和外触发同步的采集方式，曝光时间可以与行周期一致，也可以设定一个固定的

5、时间；面阵相机有帧曝光、场曝光和滚动行曝光等几种常见方式，数字相机一般都提供外触发采图的功能。快门速度一般可到10微秒，高速相机还可以更快。3.相机的主要参数5.像元尺寸（PixelSize）：像元大小和像元数（分辨率）共同决定了相机靶面的大小。数字相机像元尺寸为3μm~10μm，一般像元尺寸越小，制造难度越大，图像质量也越不容易提高。6.靶面尺寸：也就是图像传感器感光部分的大小。一般用英寸来表示，和电视机一样，通常这个数据指的是这个图像传感器的对角线长度，如常见的有1/3英寸，靶面越大，意味着通光量越好，而靶面越小

6、则比较容易获得更大的景深。比如1/2英寸可以有比较大的通光量，而1/4英寸可以比较容易获得较大的景深。7.光谱响应特性（SpectralRange）：是指该像元传感器对不同光波的敏感特性，一般响应范围是350nm－1000nm，一些相机在靶面前加了一个滤镜，滤除红外光线，如果系统需要对红外感光时可去掉该滤镜。8.接口类型：数字相机有CameraLink接口，以太网接口，1394接口、USB接口输出，目前最新的接口有CoaXPress接口。9.触发方式（对于同步非常重要！）：硬触发（控制高低电平来进行快门曝光的控制），

7、软触发（通过软件主动查询信号或仪器当前状态，符合条件则控制系统采集信号，精度不如硬触发）。CCD&CMOS靶面越大，则对应的视野角越大。CCD&CMOS靶面大小1.工业相机的性能稳定可靠易于安装，相机结构紧凑结实不易损坏，连续工作时间长，可在较差的环境下使用，一般的数码相机是做不到这些的。2.工业相机输出的是裸数据(rawdata)，其光谱范围也往往比较宽，比较适合进行高质量的图像处理算法，例如机器视觉(MachineVision)应用。而普通相机拍摄的图片，其光谱范围只适合人眼视觉，并且经过了mjpeg压缩，图像质

8、量较差，不利于分析处理。3.工业相机(IndustrialCamera)相对普通相机(DSC)来说价格较贵。4.工业相机与普通相机的区别（1）应用的不同用在视觉自动检查的方案或行业中一般用CCD工业相机比较多。CMOS工业相机由成本低，功耗低也应用越来越广泛。（2）分辨率的选择首先考虑待观察或待测量物体的精度，根据精度选择分辨率。5.工业相机选