工业视觉-选型打光

本文主要是介绍工业视觉-选型打光，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

一、项目流程

1、需求分析

问题	说明
确定检测物体	确定检测的⽬标物是什么？形状？尺寸？材质？
检测哪些指标	具体检测什么指标？有⽆？状态？尺⼨？位置？粘连？差异？毛刺？颜色？
分辨率	精度要多高
检测速度	每分钟多少个
安装空间	工作距离多少？被测零件周围是否有安装光源的位置？是否有适合安装摄像机头的位置？怎样固定比较合适？
颜⾊	被测物体是什么颜⾊？我们是否需要对颜⾊判别？是否可以利⽤颜⾊差异帮助测⽬的？
合格判据	合格/不合格的定义
工位信号	信号触发拍照还是自动连续拍照
剔除或控制⽅式	是否需要⾃动剔除残次品或控制机器动作？怎么样对不合格品进⾏剔除？
⼯作环境	⼯作环境的温度、湿度、粉尘、防水、干扰光线等情况
交货⽇期	重要

2、方案设计

方案评估（整体架构人员时间成本技术指标）
方案设计（硬件-镜头相机光源支架软件-VS 语言视觉平台库）
难度合同

3、概要设计

包含软件架构体系，视觉开发环境（vc++联合halcon还是c#联合halcon等），怎么通讯、怎么识别等

4、详细设计

每⼀个功能模块怎么做，包括图像采集模块、处理模块、算法模块，通讯模块等。通常将每个模块形成⼀个动态链接库，调⽤相应的接⼝函数即可，项⽬图像采集调⽤SDK也是调⽤动态库的过程。

5、编码，调试，测试

6、交付

7、维护升级

二、相机、镜头、光源参数以及选型

相机参数：

面阵相机
1、分辨率：指相机所能捕捉到图像的像素数量，通常用图像的宽高表示，单位：像素
2、曝光时间：快门打开的时间，光信号转电信号（越长电信号越大，越亮），全局曝光、卷帘曝光（逐行曝光）---影响帧率
3、帧率：每秒采集多少张图片
4、靶面尺寸：传感器对角尺寸
5、后背焦：相机接口的端面到传感器中心沿着光轴的距离
6、机械接口：c，cs接口（C接口的镜头---C接口相机 CS接口镜头---CS接口相机 C接口镜头--接圈----CS接口相机 CS接口镜头不可以对接C接口相机）
7、增益：电流增大，不影响帧率，过大有雪花点
8、白平衡：
9、电信号接口：USB（2.0 3.0） GiGe以太网
10、像元尺寸：像元大小和像元数（分辨率）共同决定了相机靶面的大小
11、信噪比：相机的信噪比定义为图像中信号与噪声的比值（有效信号平均灰度值与噪声均方根的比值），代表了图像的质量，图像信噪比越高，相机性能和图像质量越好。

线阵相机
1、行频：20kHZ = 每秒20000行

镜头参数：

普通镜头（CCTV FA)
1、焦距（f）：镜头光学中心到焦平面形成清晰图像所在平面之间的距离
焦距=（工作距离*传感器尺寸）/视野
焦距小，视野大，畸变大，放大倍率小
焦距大，视野小，畸变小，放大倍率大
2、工作距离（WD）：镜头第一个面到受检物体的直线距离
3、视野（Fov）：相机所能监控的视野
4、分辨率：镜头的分辨率大于等于相机的分辨率
5、后截距：镜头最后一个面到传感器中心的距离
6、靶面尺寸：镜头的靶面尺寸大于等于相机的靶面尺寸，否则产生四个黑角
7、畸变：实际像点与理想像点之差（切向畸变--装配、镜头引起径向畸变--桶形<0，枕形>0）
8、放大倍率（M）：传感器的尺寸/视野 = 像高/物高 = M
9、机械接口：c，cs接口（C接口的镜头---C接口相机 CS接口镜头---CS接口相机 C接口镜头--接圈----CS接口相机 CS接口镜头不可以对接C接口相机）
10、景深（Dov）：焦平面前后一定距离还能清晰成像的纵深距离
景深与焦距、光圈大小成反比，与工作距离成正比
11、光圈、光圈系数（F）：光圈数=焦距f/光圈（通光孔径）光圈系数值越小，光通量越大
拍摄高速运动物体、曝光时间很短的应用中，应该选用小光圈系数的镜头，以提高图像亮度
对亮度要求较低，精度要求高的项目，可以选用光圈系数大的镜头
远心镜头（物方远心像方远心双远心）---平行光成像
注意放大倍率
可以在一定的物距范围内，使得到的图像放大倍率不会随物距的变化而变化

光源：

光的衍射：波长越长越容易发生衍射，红光波长长，蓝光波长短
光源的作用：
①强化特征，弱化背景
②突出测量特征
③提高图像信息
④简化算法
⑤减低系统设计的复杂度
⑥提高系统的检查精度、速度
为什么要选择LED光：设计自由、寿命长、热效能好，反应迅速，价格低

环形光、环形无影光、条形光、同轴光源（高反光表面检测）、碗装光源（曲面、凹凸、弧形表面检测）、背光源

光源技巧：
加接圈意义：减少工作距离，减少视野
同轴光放高打亮膜表面，放低打亮膜下方物体
划痕，凹凸（杂乱，各种方向性）用45°环光打亮划痕
反光表面缺陷提取：镜头加偏振片（转动）+环形光+光源偏振片

选型：

相机
1、相机传感器的选择（CCD/CMOS）：工业一般选择CMOS
2、色彩选择：黑白相机
3、分辨率选择：
传感器尺寸边长（mm）=对应边像元大小（um）*像素个数 / 1000
能得到被测物尺寸和精度
精度=单方向视场大小/相机单方向分辨率
（1）先判断视野：图像应该占相机靶面70~80%为最佳的选择：视野=被测物尺寸/75%
（2）算出分辨率：短边像素个数=视野/精度防止像素波动影响精度：算出的边像素要乘以3-5倍
注意：问能否达到2个丝的精度，也就是说在那副图像中，每个像素点代表的长度是否小于0.02mm