相信很多用户在初次接触到机器视觉时,面对如何将自己的项目需求与机器视觉系统众多的参数进行对应,感到非常困惑,今天我们主要从项目角度出发,讲解如何将项目需求转换为对机器视觉系统的参数要求。
一般的机器视觉系统包含工业相机、工业镜头、视觉光源、图像处理软件、传感器、运动及控制装置等,在有项目检测需求,并进行选型前,需要明确,本次项目预计的结构(包括安装环境、工位数量、可安装设备空间)、是否运动、需要检测的精度、检测速度、软件开发的语言和工具、是否借助第三方工具等,下面维视小编开始详细介绍如何进行选型,主要针对视觉部分,将这些需求细化与参数结合。
常见的选型顺序是工业相机->工业镜头->视觉光源->外围设备……
工业相机(主要针对面阵相机)
面阵相机/线阵相机
对于静止检测或者一般低速的检测,优先考虑面阵相机,对于大幅面高速运动或者滚轴等运动的特殊应用考虑使用线阵相机;
分辨率
分辨率实际就是指相机像素点的个数,也就是通常说的多少万像素,但在检测时,并不一定要追求过高的像素,像素高会带来帧率下降、图像处理慢的情况,选择时可根据项目检测精度要求来选择,项目的精度在图像中占1个像素为基本要求,软件水平弱一些的工程师可以选择3个像素或以上;
帧率
尽可能选取静止检测,这样整个项目成本都会降低很多,但是会带来检测效率的下降,对于有运动的,选用帧曝光相机,行曝光相机则会引起画面变形,对于具体帧率的选择,不应盲目的选择高速相机,虽然高速相机帧率高,但是一般需要外加强光照射,带来的高成本以及图像处理速度也压力巨大,需要根据相对运动速度来定,只要在检测区域内,能捕捉到被测物即可,比如观测长度方向1米的视野,被测物以10米/秒的运动速度穿过视野,只需要10-12帧/秒的速度就完全可以捕捉到被测物,但同样速度穿过0.1米的视野,则需要100-120帧/秒的相机才行。
色彩
工业上的视觉检测,一般我们都推荐使用黑白相机,因为软件处理一般都是转换为灰度数据来处理,并且工业上的彩色相机都是经过Bayer算法转换的彩色,与真实色彩还是有一定的差距;
芯片类型、大小及像素尺寸
就目前行业现状来看,对于图像质量要求较高,或者环境照度较差的情况下,建议使用CCD传感器并选择较大像素尺寸的相机,当然随着行业的发展CCD和CMOS之间差距也在逐步减小,CMOS则改变分辨率(ROI)更加灵活,同样分辨率,速率也更高。
镜头是最为重要的部件之一,镜头的选择,直接影响着最终的效果。因此在选择合适的机器视觉镜头时,需要了解镜头的一些基本情况,以便于更好的做出选择。接下来,盈泰德科技讲解一些镜头内部的参数像差。
作为镜头内部参数的像差,在机器视觉应用中最为关键的是畸变(变形率)和场曲(用于传感器接受的镜头该参数已被严格校正)。畸变会影响测量结果,特别是在精密测量中,还必须通过软件的方法进行标定和补偿。
镜头畸变主要分为两种:桶形畸变(Barrel)和枕形畸变(Pincushion),图中虚线方框表示物体应该成的理想像,很明显,畸变沿镜头径向变化并不是线性的,通常在视场边缘畸变最大,用于测量的镜头最大畸变需要小于1%。
像方视场(即支持的CCD芯片大小)同样是镜头的重要内部参数,CCD芯片尺寸通常大小为1/3”,
1/2”。工业相机传感器尺寸大小:1/4inch:(3.2mm×2.4mm);1/3inch:(4.8mm×3.6mm);
1/2inch:(6.4mm×4.8mm);2/3inch:(8.8×6.6mm); 1inch:(12.8mm×9.6mm) )。
不同芯片规格要求相应的镜头规格。镜头的设计规格必须等于或大于芯片规格,否则就会出现下图所示的后果,在视场边缘会出现黑边。特别是在测量中,最好使用稍大规格的镜头,因为镜头往往在其边缘处失真最大。所以了解镜头的一些参数信息之后,就可以知道如何选用适合的镜头了。