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(yīng)有的作用是非常重要的。
V*aTDU%-. D6t]E)FH 機器視覺在控制工業(yè)流程當(dāng)中的作用越來越重要了,尤其是在機器人引導(dǎo)、目標(biāo)識別和質(zhì)量保證等領(lǐng)域。當(dāng)前優(yōu)秀的視覺系統(tǒng)已經(jīng)超出了那些基本功能(例如辨別零件和確定方向)的范疇,還可以提供后續(xù)功能的信息,比如將物體從一個位置移至另一個。
D4\I;M^ %c0;Bb- 對于裝配線和大量檢測操作中使用的機器人系統(tǒng),比如汽車生產(chǎn)和檢測線,傳送帶通常是參考。這里,機器人執(zhí)行兩項任務(wù):識別和傳送。
&<V~s/n=6? <'-me09C* 在絕大多數(shù)機器視覺應(yīng)用里,
光學(xué)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(fù)性,因此減少抖動提供清晰圖像是必要的。
7d)aDc*TjW b\2"1m0H 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(biāo)簽和產(chǎn)品缺失。視覺系統(tǒng)必須能夠以極高的準(zhǔn)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。對于食品檢測系統(tǒng),產(chǎn)品的尺寸、顏色、密度和形狀都需要依靠多元檢測才確定。多元機器視覺系統(tǒng)既可以是彩色相機也可以是黑白相機,通常使用結(jié)構(gòu)
照明方法建立產(chǎn)品外表和內(nèi)在結(jié)構(gòu)。
[OcD#~drO DkIFvsLK 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)鍵的元件還是成像鏡頭。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(dāng)為控制系統(tǒng)選擇鏡頭的時候,機器視覺集成商應(yīng)該考慮四個主要因素:
Jj " {r{ )N<!3yOz ■ 可以檢測物體類別和特性;
j66@E\dN ■ 景深或者焦距;
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#BgE29 ■ 加載和檢測距離;
*"ShE=\p ■ 運行環(huán)境。
H4,yuV <c#[.{A}s 分析這四個因素,可以針對具體應(yīng)用確定合適的鏡頭選擇。
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UwU]l17~ 9m6j?CFG} 主要放大率是指
傳感器上圖像尺寸對于實際物體大小的比例。
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_. 物體特性
(XJQ$n Fn,|J[sC 在為機器視覺系統(tǒng)選擇鏡頭之前,系統(tǒng)集成商必須確定物體和分析環(huán)境。這個可視區(qū)域叫做無遮擋視場(FOV),它可以使用豎直和水平兩個角度進行測量。通常,豎直方向和水平方向尺寸的比例是4:3,這個比例取決于照相機傳感器工作區(qū)域的尺寸。傳感器的大小對于確定無遮擋視場所需要的主要放大率(PMAG)是非常重要的。PMAG是由傳感器尺寸與FOV相比得到,是鏡頭的工作成效。當(dāng)確定鏡頭是否合適的時候,這一點需要考慮。
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W=?87PkJu ks D1NB;9 鏡頭放大率對于不同尺寸芯片照相機匹配鏡頭相當(dāng)重要,然而,不要把鏡頭放大率和
顯微鏡放大率搞混了,后者是由光管長度和實際物鏡焦距決定的。而鏡頭放大率主要考慮的是照相機傳感器的尺寸。
BE~[%6T7 mxGN[%ve 系統(tǒng)放大率(SMAG)是監(jiān)視器尺寸與傳感器尺寸的比例與PMAG的乘積結(jié)果。它是從物體到監(jiān)視器圖像的總體放大率,也就是整個系統(tǒng)的“工作”結(jié)果?紤]物體的屏幕尺寸時,系統(tǒng)放大率是有用的。
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`t6L'%\ gwJu&HA/ 物體的特性也很重要。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。這些刻線法以線耦(等寬度的一條黑線和一條白線)來決定特征。其他的解像力方法還可以用圓圈和點狀網(wǎng)格。
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