硬件
1)相机
2D相机类型: 线阵(一行一行成像,拼接成图),像素高,速度慢 面阵(瞬间成像),像素低,速度快(市面常见) 芯片:CCD(性能好) CMOS(价格低,主导) 颜色模式:黑白相机、彩色相机(颜色识别、深度学习) 传感器大小:单位 英寸, 常见尺寸有1、2/3、1/2、1/3、1/4英寸等。1英寸cmos传感器是16mm。这里的”英寸“表示的并不是传感器的整体尺寸,而是表示的是成像的尺寸,成像区域只有传感器整体尺寸的三分之二左右,也就是16mm。所以1英寸传感器并不是等于25.4毫米,而是16mm 数据接口: 1)Gige(网口):使用最多,稳定、传输距离远(<100m),带宽(<1000Mb/s) 2)USB(串口):传输距离(<5m),带宽(USB1<12Mb/s,USB2<480Mb/s, USB3<5GB/s) 3)CameraLink(图像采集卡接口):传输距离(<10m),带宽(2380Mb/s ~7140Mn/s) ?什么时候 图像采集卡:数据量大 3D线扫相机,成本高 曝光方式:逐行扫描、全局曝光(飞拍) 相机帧率:每秒能拍多少张图 60fps
2)镜头
作用:辅助相机成像
镜头接口:C口C-Mount、CS口、M12口、F口 镜头的接口与相机保持一致即可 镜头分类:1)定位 >> FA 镜头(鱼眼镜头) >> 广角镜头 2)测量 + 缺陷 >> 远心镜头 畸变:图像扭曲,影响精度。 FA镜头: 优点:视野大,成本低 缺点:放大倍率会变化,畸变大 远心镜头: 优点:放大倍率恒定,畸变小 2% 缺点:视野小、成本高、体积大
镜头参数
1)工作距离:WD,被测物表面到镜头的距离 2)视野:FOV,能拍到多大面积 3)景深:在多个高度都能成像清晰,最高度-最低度=景深 4)接口:保持与相机一致(C、CS、F...),多为C接口 5)分辨率:使用的CCD像素大小,保持与相机一致,或者大于相机分辨率 6)靶面尺寸:像面尺寸,保持与相机一致,使用的CCD的靶面大小(芯片大小) 7)焦距:焦距大,视野小
计算公式
焦距f = WD × 靶面尺寸( H or V) / FOV( H or V) 视场FOV ( H or V) = WD × 靶面尺寸( H or V) / 焦距f 视场FOV( H or V) = 靶面尺寸( H or V) / 光学倍率 工作距离WD = f(焦距)× 靶面尺寸/FOV( H or V) 光学倍率 = 靶面尺寸( H or V) / FOV( H or V)
3)光源
光源:辅助成像(亮度、特征提取)
光源类型: 环形光:有台阶的特征(小物体) 条形光:局部高亮 面阵光:亮度均匀(大视野) 碗光:有台阶的特征(小物体) 同轴光:高亮、亮度均匀(小视野) 线光:线扫2d专属 打光角度:正面光、背面光、侧面光(注意调整角度避免反射) 颜色:不同颜色光打在不同颜色物体上 成像会不同(颜色)。包括白色光、蓝色光、红色光、绿色光和红外光 配件: 偏光镜 (反光) 滤镜(过滤杂光)
选型计算案例
旋转相机: 已知条件待检测物体大小 25mm*15mm 检测精度 0.01mm 视野范围 30mm*20mm 计算相机最小分辨率=(30/0.01)*(20/0.01 )= 3000*2000= 600 万像素,相机分辨率至少为 600 万像素; 为减少误差,提高系统的精确度和稳定性,实际使用中一般用2-5个像素对应一个最小缺陷特征,则相机分辨率为 600万*3 = 1800万;(如果有 GRR \CPK 等验证通常选取高出 2-10 倍的,提高数据测试通过率) 最终选用 2000万 像素相机(5472*3648) 选择镜头,已知条件: 1.视野范围:30mm * 20mm 2.物距:100mm 3.相机按照前面选的 2000万 像素(5472*3648) 像元 2.4 * 2.4μm 镜头的选择可以去厂商官网<镜头选型工具>页面,这里以海康为例:https://www.hikrobotics.com/cn/machinevision/visionproduct?typeId=40&id=247&pageNumber=1&pageSize=20&showEol=false 1.CCD 的长宽尺寸计算 2000万 像素(5472*3648 ;像元 2.4 *2.4μm) 长 = 5472*2.4 μm = 13132.8 μm = 13.1328 mm 宽 = 3648*2.4 μm = 8755.2 μm = 8.7552 mm 光学放大倍率 = 13.1328 / 35mm = 0.375 倍(35 为视野范围) 焦距 = 物距 * 光学放大倍率 = 100 * 0.375 = 37.5 mm 结合常用的焦距有:8、12、16、25、35、50、75(单位: mm),选择 35mm。 实际的光学倍率 = 焦距/物距 = 35 / 100mm = 0.35 倍 实际视野长度 = 长/放大倍率 = 13.1328 / 0.35 = 37.5 mm 实际视野宽度 = 宽/放大倍率 = 8.7552 / 0.35 = 25.01 mm 验证选型硬件是否达标: 单像素精度 = 视野长度 / CCD长方向有效像素个数= 37.5 / 5472 = 0.0065mm 最终确定选型:35mm 焦距镜头、搭配2000万像素相机,物距 100mm情况下可以达到 37.5mm * 25.01mm 的视野,单像素精度 0.0065mm。View Code
标签:硬件,镜头,mm,倍率,像素,相机,选型,视野 From: https://www.cnblogs.com/zeussbook/p/18486694