機器視覺系(xi)(xi)統非常復雜(za)。即使(shi)在最簡(jian)單的系(xi)(xi)統中,硬件和軟(ruan)件也(ye)可以協同工(gong)作以產生結果。盡(jin)管(guan)有許多重要組(zu)成(cheng)部(bu)分,但(dan)其(qi)中一個突(tu)出:鏡頭。

如果沒(mei)有(you)光學科(ke)學的(de)幫助,今天的(de)精確機器視覺(jue)應用將(jiang)是不(bu)可能的(de)。自從望(wang)遠鏡(jing)和眼鏡(jing)誕生以來,光學科(ke)學一直在不(bu)懈地發展(zhan),現在已(yi)經支持高端電(dian)子成像。

該鏡頭至關重(zhong)要,因為它可以捕獲最(zui)終將由軟件重(zhong)新創(chuang)建的數據。它可以定位圖像(xiang)特征,保(bao)持焦(jiao)點并最(zui)大化對比度(du)。但是,它在各(ge)種規格下運(yun)行,必(bi)須對其進行優化以實現最(zui)佳性(xing)能。

其中一些包括:

視(shi)場(chang):在視(shi)場(chang)是(shi)由透鏡成像(xiang)的(de)(de)(de)物體區域。系統必須(xu)檢查的(de)(de)(de)所有功能都應包含在FOV中。在涉(she)及測量(liang)和對齊的(de)(de)(de)應用中,視(shi)場(chang)以校準(zhun)后的(de)(de)(de)對象位置(zhi)的(de)(de)(de)固定幾何形(xing)狀(zhuang)顯示(shi)圖像(xiang)。

工作距離(li):鏡(jing)頭到物體的距離(li)。

景(jing)深(shen):景(jing)深(shen)是(shi)可(ke)以完全聚焦(jiao)的最大物體深(shen)度。它還可(ke)以確定在(zai)保持可(ke)接受的聚焦(jiao)水平的同時可(ke)以改變多少工作距(ju)離。

傳(chuan)感(gan)器大小:傳(chuan)感(gan)器大小決定(ding)了傳(chuan)感(gan)器的活動區域。通常在水平(ping)尺寸上(shang)進行測量。傳(chuan)感(gan)器尺寸和(he)視場之間的比率是(shi)主要放大倍率。通常,傳(chuan)感(gan)器越大,圖像越好。

分(fen)辨率(lv):分(fen)辨率(lv)描述了(le)視覺系統詳細復(fu)制(zhi)對象(xiang)的(de)能力。較小的(de)傳(chuan)(chuan)感器無法區分(fen)物體的(de)精細細節。甚至必須使用具有(you)適當縮(suo)放比例和分(fen)離度的(de)大型,復(fu)雜傳(chuan)(chuan)感器來區分(fen)對象(xiang)。

對比和過濾

對比度是在圖像的(de)(de)(de)(de)白色和(he)黑(hei)色部(bu)分之間的(de)(de)(de)(de)強(qiang)度的(de)(de)(de)(de)分離。兩者之間的(de)(de)(de)(de)差異越(yue)大,對比度越(yue)高。即使在傳感(gan)器,位置和(he)焦距都不變(bian)的(de)(de)(de)(de)情況下,正(zheng)確的(de)(de)(de)(de)鏡(jing)頭也(ye)可以增強(qiang)對比度。

增加對比度(du)的(de)(de)(de)(de)一種方法(fa)是(shi)(shi)顏(yan)色過濾。許多基本傳感(gan)器和鏡(jing)(jing)頭可(ke)能(neng)非常適(shi)合特定的(de)(de)(de)(de)工業應用,但(dan)在顏(yan)色之間僅(jin)顯示出細微的(de)(de)(de)(de)差異(yi)。添加適(shi)當顏(yan)色的(de)(de)(de)(de)濾鏡(jing)(jing)(例如,主要針對這些顏(yan)色的(de)(de)(de)(de)對象是(shi)(shi)紅色或綠色),可(ke)以(yi)提高對比度(du)并(bing)補償環境光的(de)(de)(de)(de)變化(hua)。

衍射與失真

也稱為(wei)鏡(jing)(jing)頭模糊(hu),衍射(she)會降低高空間頻率下的對(dui)比度,從而(er)降低圖(tu)像質(zhi)量。理想(xiang)鏡(jing)(jing)頭行為(wei)與(yu)實際鏡(jing)(jing)頭行為(wei)之間的鴻溝稱為(wei)像差。畸(ji)變是一種特殊的像差,會導致(zhi)整個圖(tu)像的倍率差異。某些(xie)視(shi)覺系統可以使用軟件來彌補此問題。