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機器視覺的鏡頭選擇

瀏覽次數(shù):15310 發(fā)布日期:2012-10-22  來源:本站 僅供參考,謝絕轉(zhuǎn)載,否則責任自負
機器視覺為工業(yè)控制系統(tǒng)增加了新的維度,它可以提供裝配線上零件的尺寸、位置和方向。而合適的鏡頭選擇對于機器視覺能否發(fā)揮應有的作用是非常重要的。
在絕大多數(shù)機器視覺應用里,光學控制都是非常重要的。機器人視覺系統(tǒng)同樣要求極高的可重復性,因此減少抖動提供清晰圖像是必要的。
在類似藥品工廠這樣的大規(guī)模單位檢測線上,視覺系統(tǒng)必須能夠辨識缺陷包、不可讀標簽和產(chǎn)品缺失。視覺系統(tǒng)必須能夠以極高的準確度快速識別和測量方形、圓形和橢圓形物體。提高機器視覺系統(tǒng)的精確度,可以幫助保持統(tǒng)一的包裝表面和顏色。
盡管照相機、分析軟件和照明對于機器視覺系統(tǒng)都是十分重要的,可能最關(guān)鍵的元件還是工業(yè)相機鏡頭。系統(tǒng)若想完全發(fā)揮其功能,鏡頭必須要能夠滿足要求才行。當為控制系統(tǒng)選擇鏡頭的時候,機器視覺集成商應該考慮四個主要因素:

■ 可以檢測物體類別和特性;
■ 景深或者焦距;
■ 加載和檢測距離;
■ 運行環(huán)境。
物理特性
鏡頭對于物體特征的解析能力依賴于特征的對比是否強烈。確定系統(tǒng)解析度、或者物體最小更解析特征的方法,可以使用諸如倫奇刻線法這樣的解像力方法。鏡頭在指定光線條件下辨識特定寬度的線耦或者點距的能力,決定了它的解析度。解析度通常被模塊轉(zhuǎn)換功能(MTF)以圖像的方式顯示出來。
距離約束
所謂的工作距離,是指當圖像在焦距范圍內(nèi)的時候,物體和照相機鏡頭前端的距離。它限制了視覺系統(tǒng)以及和視覺系統(tǒng)一起工作的設(shè)備所需要的空間。在極限范圍內(nèi),通過鏡頭重新對焦,可以改變工作距離。無限共軛鏡頭的對焦距離可以從最小工作距離一直到無限遠,有限共軛鏡頭則有一個特定工作距離范圍。
景深
深效果(DOF)是指由于物體移動導致的模糊。DOF是完全在焦距范圍內(nèi)最大的物體深度,它也是保持理想對焦狀態(tài)下物體允許的移動量(從最佳焦距前后移動)。當物體的放置位置比工作距離近或者遠的時候,它就位于焦外了,這樣解析度和對比度都會受到不好的影響。出于這個原因,DOF同指定的解析度和對比度相配合。當景深一定的情況下,DOF可以通過縮小鏡頭孔徑(也就是增加F/#值)來變大,同時也需要光線增強。
環(huán)境的重要性
機器視覺系統(tǒng)的環(huán)境因素包括物體反射系數(shù)、光線、溫度、振動和污染物。物體的反射會導致高光,還可能使特征模糊。高溫環(huán)境下,可能因為鏡頭里光學元件的熱膨脹出現(xiàn)問題。并不是所有的鏡頭都可以適應溫度變化,在檢測熱物體時,最好使用工作距離比較長的鏡頭。
來源:北京薩爾笛科技有限公司
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