机器视觉 - 深圳市联为智能教育有限公司

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发布时间: 2017 - 01 - 17

机器视觉之图像采集原理视频采集即将视频转换成PC机可使用的数字格式。维视专业图象采集卡是将视频信号经过AD转换后，经过PCI总线实时传到内存和显存。在采集过程中，由于采集卡传送数据采用PCIMasterBurst方式，图象传送速度高达33MB/S，可实现摄像机图像到计算机内存的可靠实时传送，并且几乎不占用CPU时间，留给CPU更多的时间去做图像的运算与处理。

机器视觉之相机的清洗方法

发布时间: 2017 - 01 - 17

工业相机CCD清洗方法1) 压缩空气一般情况下，压缩空气足以清除掉CCD芯片内部的所有杂质。但不推荐喷雾剂类型的压缩空气，因为喷雾剂中的压缩空气往往含有水、油等可能损坏CCD表面的物质。2) 微纤维材料　　微纤维可以深入CCD的表面清楚杂质，从而达到达到清洁目的3) 纯酒精(浓度90％以上)　　该材料可在几乎所有的化学试剂店内买到。但注意，不要使用异丙醇，因为异丙醇会吸收空气中的水分，在CCD表面留下液体痕迹。4) 酒精替代品　　除酒精外，甲醇或一种叫做Eclipse的液体也可被用来清洁CCD表面。但我们不推荐使用这种方法，因为甲醇是剧毒物质。5) 以上各种方法综合使用　　可以综合以上各种方法，清洗相机CCD表面。如果手指摸到了CCD前端的玻璃，也不必担心，这层玻璃很坚硬，除非使用玻璃刀、沙子或钻石，否则不会在它表面留下划痕。

金涛机械手与机器视觉坐标系的转换

发布时间: 2017 - 01 - 17

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OpenCV二维码检测与定位

机器视觉

2017 - 11 - 20

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Halcon学习教程之二：摄像头获取图像和相关参数

机器视觉

Halcon学习教程之二：摄像头获取图像和相关参数1、close_all_framegrabbers ( : : : ) 关闭所有图像采集设备。2、close_framegrabber ( : : AcqHandle : ) 关闭Handle为AcqHandle的图像采集设备。3、open_framegrabber ( : : Name, HorizontalResolution,VerticalResolution, ImageWidth, ImageHeight, StartRow, StartColumn,Field, BitsPerChannel, ColorSpace, Generic, ExternalTrigger,CameraType, Device, Port, LineIn : AcqHandle ) 打开图像采集设备参数信息： Name：图像采集设备的名称 HorizontalResolution和VerticalResolution：分别指预期的图像采集接口的水平分辨率和垂直分辨率 ImageWidth和ImageHeight：指预期图像的宽度部分和高度部分。 StartRow和StartColumn：指显示预期图像的开始坐标 Field：预期图像是一半的图像或者是完整图像 BitsPerChannel：每像素比特数和图像通道 ColorSpace：输出的色彩格式的抓住图像{gray、raw、rgb、yuv、default} Generic：通用参数与设备细节部分的具体意义。 ExternalTrig...

2017 - 11 - 16

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机器视觉之工业镜头的概念及分类

所属纷飞：机器视觉

资料关键词：工业镜头

简介：工业镜头的概念及分类工业镜头的概念及分类　　工业镜头一般称为摄像镜头或摄影镜头，简称镜头，其功能就是光学成像。镜头是机器视觉系统中的重要组件，对成像质量有着关键性的作用，它对成像质量的几个最主要指标都有影响，包括：分辨率、对比度、景深及各种像差。镜头不仅种类繁多，而且质量差异也非常大，但一般用户在进行系统设计时往往对镜头的选择重视不够，导致不能得到理想的图像，甚至导致系统开发失败。本文的目的是通过对各种常见镜头的分类及主要参数介绍，总结各种因素之间的相互关系，使读者掌握机器视觉系统中镜头的选用技巧。　　根据有效像场的大小划分　　把摄影镜头安装在一很大的伸缩暗箱前端，并在该暗箱后端安装一块很大的磨砂玻璃。当将镜头光圈开至最大，并对准无限远景物调焦时，在磨砂玻璃上呈现出的影像均位于一圆形面积内，而圆形外则漆黑，无影像。此有影像的圆形面积称为该镜头的最大像场。在这个最大像场范围的中心部位，有一能使无限远处的景物结成清晰影像的区域，这个区域称为清晰像场。照相机或摄影机的靶面一般都位于清晰像场之内，这一限定范围称为有效像场。由于视觉系统中所用的摄像机的靶面尺寸有各种型号，所以在选择镜头时一定要注意镜头的有效像场应该大于或等于摄像机的靶面尺寸，否则成像的边角部分会模糊甚至没有影像。　　根据焦距分类　　根据焦距能否调节，可分为定焦距镜头和变焦距镜头两大类。依据焦距的长短，定焦距镜头又可分为鱼眼镜头、短焦镜头、标准镜头、长焦镜头四大类。需要注意的是焦距的长短划分并不是以焦距的绝对值为首要标准，而是以像角的大小为主要区分依据，所以当靶面的大小不等时，其标准镜头的焦距大小也不同。变焦镜头上都有变焦环，调节该环可以使镜头的焦距值在预定范围内灵活改变。变焦距镜头最长焦距值和最短焦距值的比值称为该镜头的变焦倍率。变焦镜头有可分为手动变焦和电动变焦两大类。　　变焦镜头由于具有可连续改变焦距值的特点，在需要经常改变摄影视场的情况下非常方便使用，所以在摄影领域应用非常广泛。但由于变焦距镜头的透镜片数多、结构复杂，所以最大相对孔径不能做得太大，致使图像亮度较低、图像质量变差，同时在设计中也很难针对各种焦距、各种调焦距离做像差校正，所以其成像质量无法和同档次的定焦距镜头相比。实际中常用的镜头的焦距是从4毫米到300毫米的范围内有很多的等级，如何选择...

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2017 - 01 - 12

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机器视觉之工业镜头的基本参数

所属纷飞：机器视觉

资料关键词：工业镜头

简介：工业镜头的基本参数工业镜头相当于人眼的晶状体，如果没有晶状体，人眼看不到任何物体；如果没有镜头，那么摄像头所输出的图像；就是白茫茫的一片，没有清晰的图像输出，这与我们家用摄像机和照相机的原理是一致的。当人眼的肌肉无法将晶状体拉伸至正常位置时，也就是人们常说的近视眼，眼前的景物就变得模糊不清；摄像头与镜头的配合也有类似现象，当图像变得不清楚时，可以调整摄像头的后焦点，改变CCD芯片与工业镜头基准面的距离(相当于调整人眼晶状体的位置)，可以将模糊的图像变得清晰。由此可见，镜头在闭路监控系统中的作用是非常重要的。工程设计人员和施工人员都要经常与镜头打交道:设计人员要根据物距、成像大小计算镜头焦距，施工人员经常进行现场调试，其中一部分就是把镜头调整到最佳状态。一．工业镜头的安装尺寸，接口　　所有的摄象机镜头均是螺纹口的，CCD摄象机的镜头安装有两种工业标准，即C安装座和CS安装座。两者螺纹部分相同，但两者从镜头到感光表面的距离不同。　　C安装座:从镜头安装基准面到焦点的距离是17．526mm。　　CS安装座:特种C安装，此时应将摄象机前部的垫圈取下再安装镜头。其镜头安装基准面到焦点的距离是12．5mm。如果要将一个C安装座镜头安装到一个C S安装座摄象机上时，则需要加装一个5mm厚的接圈。二．镜头的尺寸　　以摄象机镜头尺寸分镜头可以分为1英寸、2／3英寸、1／2英寸、1／3英寸、1／4英寸、1／5英寸等规格，下面是一个简单的芯片尺寸规格表: 　摄像机镜头规格应视摄象机的CCD尺寸而定，两者应相对应。大概: 　　　★ 摄像机的CCD靶面大小为1／2英寸时，镜头应选1／2英寸。　　★ 摄像机的CCD靶面大小为1／3英寸时，镜头应选1／3英寸。　　★ 摄像机的CCD靶面大小为1／4英寸时，镜头应选1／4英寸。　　如果镜头尺寸比摄像机CCD靶面尺寸大时，将使图像视野比镜头视野小，即不能很好地利用镜头的视野；如果镜头尺寸比摄像机CCD靶面尺寸小时，将发生“隧道效应”，即图像有圆形的黑框，像在隧道里拍的一样。　　监控相机一般都比较小，甚至小于1/3英寸；工业相机稍微大一些，一般1/2英寸到1英寸不等；传统的135相机底片比当前的一般感光芯片都大，36mm×24mm(1.4英寸×0.9英寸)，画面对角线长度为43mm...

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2017 - 01 - 12

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机器视觉不可不知的相机内部工作原理

所属纷飞：机器视觉

资料关键词：

简介：机器视觉不可不知的相机内部工作原理工业相机是机器视觉系统中的一个关键组件，其最本质的功能就是将光信号转变成有序的电信号。选择合适的相机也是机器视觉系统设计中的重要环节，相机的选择不仅直接决定所采集到的图像分辨率、图像质量等，同时也与整个系统的运行模式直接相关。一. 相机的芯片类型：一般情况下，工业相机按照芯片类型可以分为CCD相机和CMOS相机，当然也有一些其他的芯片，比如富士公司生产的Super CCD芯片。这里我们只讨论市场主流的CCD相机和CMOS相机的工作原理。数码相机的CCD和CMOS都深藏于相机内部，就算您有机会看到它们的样子，也很难进行区分。CCD芯片相机：CCD芯片工作原理，如图所示：在感光像点接受光照之后，感光元件产生对应的电流，电流大小与光强对应，因此感光元件直接输出的电信号是模拟的。在CCD传感器中，每一个感光元件都不对此作进一步的处理，而是将它直接输出到垂直寄存器，传到水平寄存器中，最后才能形成统一的输出。由于感光元件生成的电信号实在太微弱了加上在此过程中会产生大量电压损耗，无法直接进行模数转换工作，因此这些输出数据必须做统一的放大处理—这项任务是由CCD传感器中的放大器专门负责，经放大器处理之后，每个像点的电信号强度都获得同样幅度的增大；因信号只通过一个放大器进行放大，所以产生的噪点较少。但由于CCD本身无法将模拟信号直接转换为数字信号，因此还需要一个专门的模数转换芯片进行处理，最终以二进制数字图像矩阵的形式输出给专门的DSP处理芯片。 CMOS芯片相机：CMOS工作原理，如图所示：而对于CMOS传感器，上述工作流程就完全不适用了。CMOS传感器中每一个感光元件都直接整合了放大器和模数转换逻辑，当感光二极管接受光照、产生模拟的电信号之后，电信号首先被该感光元件中的放大器放大，然后直接转换成对应的数字信号。换句话说，在CMOS传感器中，每一个感光元件都可产生最终的数字输出，所得数字信号合并之后被直接送交DSP芯片处理，问题恰恰是发生在这里，CMOS感光元件中的放大器属于模拟器件，无法保证每个像点的放大率都保持严格一致，致使放大后的图像数据无法代表拍摄物体的原貌—体现在最终的输出结果上，就是图像中出现大量的噪声，品质明显低于CCD传感器，不过目前这方面的技术已大幅改善。二. 黑白相机成像原理：以CCD原理为例，CCD原理并...

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2017 - 05 - 10

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机器视觉之机器视觉中使用工业镜头的计算方式

所属纷飞：机器视觉

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简介：机器视觉中使用工业镜头的计算方式 1、WD 物距工作距离（Work Distance，WD）。2、FOV 视场视野（Field of View，FOV）3、DOV 景深（Depth of Field）。4、Ho:视野的高度5、Hi:摄像机有效成像面的高度（Hi来代表传感器像面的大小）6、PMAG:镜头的放大倍数7、f:镜头的焦距8、LE:镜头像平面的扩充距离相机和镜头的选择技巧1、相机的主要参数: 　感光面积SS（Sensor Size）2、镜头的主要参数:　焦距FL（Focal Length）　最小物距Dmin（minimum Focal Distance）3、其他参数:　视野FOV（Field of View）　像素pixel FOVmin=SS（Dmin/FL）　如:SS=6.4mm，Dmin=8in，FL=12mm pixel=640*480　则:FOVmin=6.4（8/12）=4.23mm 4.23/640=0.007mm　如果精度要求为0.01mm，1pixels=0.007mm　结论:可以达到设想的精度光学镜头的放大率放大率光学放大率影响大小相对于物体的放大率 β=y’/y =b/a =NA/NA’ =CCD相机元素尺寸/视场实际尺寸电子放大率电子放大率是用相机拍照成像在CCD上的像呈现在显示器的放大倍数显示器放大率显示器放大率是被拍物体通过镜头成像显示在显示器上的放大倍数显示器放大率＝（光学放大率）×（电子放大率）例子:光学放大率＝0. 2X, CCD大小1/2（对角线长8mm）,显示器14〃电子放大率＝14×25.4/8＝44.45（倍）显示器放大率＝0.2×44.45＝8.89（倍）（1寸＝25.4mm）视场视场是镜头与CCD相机连接时物体可被看见的范围大小视场的大小是:（CCD格式大小）/（光学放大率）例子:光学放大率＝...

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2017 - 01 - 12

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机器视觉之机器视觉-系统组成

所属纷飞：机器视觉

资料关键词：机器视觉-系统组成

简介：机器视觉-系统组成机器视觉-系统组成　　一个典型的机器视觉系统包括以下五大块：视觉系统光源　　1. 照明　　照明是影响机器视觉系统输入的重要因素，它直接影响输入数据的质量和应用效果。由于没有通用的机器视觉照明设备，所以针对每个特定的应用实例，要选择相应的照明装置，以达到最佳效果。光源可分为可见光和不可见光。常用的几种可见光源是白帜灯、日光灯、水银灯和钠光灯。可见光的缺点是光能不能保持稳定。如何使光能在一定的程度上保持稳定，是实用化过程中急需要解决的问题。另一方面，环境光有可能影响图像的质量，所以可采用加防护屏的方法来减少环境光的影响。照明系统按其照射方法可分为：背向照明、前向照明、结构光和频闪光照明等。其中，背向照明是被测物放在光源和摄像机之间，它的优点是能获得高对比度的图像。前向照明是光源和摄像机位于被测物的同侧，这种方式便于安装。结构光照明是将光栅或线光源等投射到被测物上，根据它们产生的畸变，解调出被测物的三维信息。频闪光照明是将高频率的光脉冲照射到物体上，摄像机拍摄要求与光源同步。　　2. 镜头　　FOV（FieldOfVision）=所需分辨率*亚象素*相机尺寸/PRTM（零件测量公差比）　　镜头选择应注意：①焦距②目标高度③影像高度④放大倍数⑤影像至目标的距离⑥中心点/节点⑦畸变　　3. 相机　　按照不同标准可分为：标准分辨率数字相机和模拟相机等。要根据不同的实际应用场合选不同的相机和高分辨率相机:线扫描CCD和面阵CCD；单色相机和彩色相机。　　4. 图像采集卡　　图像采集卡只是完整的机器视觉系统的一个部件，但是它扮演一个非常重要的角色。图像采集卡直接决定了摄像头的接口：黑白、彩色、模拟、数字等等。　　比较典型的是PCI或AGP兼容的捕获卡，可以将图像迅速地传送到计算机存储器进行处理。有些采集卡有内置的多路开关。例如，可以连接8个不同的摄像机,然后告诉采集卡采用那一个相机抓拍到的信息。有些采集卡有内置的数字输入以触发采集卡进行捕捉，当采集卡抓拍图像时数字输出口就触发闸门。　　5.视觉处理器　　视觉处理器集采集卡与处理器于一体。以往计算机速度较慢时，采用视觉处理器加快视觉处理任务。现在由于采集卡可以快速传输图像到存储器，而且计算机也快多了，所以现在视觉处理器用的较少了。

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2017 - 01 - 12

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机器视觉之景深概念与计算

所属纷飞：机器视觉

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简介：景深概念与计算先介绍几个概念：1、焦点(focus)与光轴平行的光线射入凸透镜时，理想的镜头应该是所有的光线聚集在一点后，再以锥状的扩散开来，这个聚集所有光线的一点，就叫做焦点。2、弥散圆(circle of confusion)在焦点前后，光线开始聚集和扩散，点的影象变成模糊的，形成一个扩大的圆，这个圆就叫做弥散圆。在现实当中，观赏拍摄的影象是以某种方式(比如投影、放大成照片等等)来观察的，人的肉眼所感受到的影象与放大倍率、投影距离及观看距离有很大的关系，如果弥散圆的直径小于人眼的鉴别能力，在一定范围内实际影象产生的模糊是不能辨认的。这个不能辨认的弥散圆就称为容许弥散圆(permissible circle of confusion)。不同的厂家、不同的胶片面积都有不同的容许弥散圆直径的数值定义。一般常用的是：3、景深(depth of field)35mm照相镜头的容许弥散圆，大约是底片对角线长度的1/1000~1/1500左右。前提是画面放大为5x7英寸的照片，观察距离为25~30cm。在焦点前后各有一个容许弥散圆，这两个弥散圆之间的距离就叫景深，即：在被摄主体(对焦点)前后，其影像仍然有一段清晰范围的，就是景深。换言之，被摄体的前后纵深，呈现在底片面的影象模糊度，都在容许弥散圆的限定范围内。景深随镜头的焦距、光圈值、拍摄距离而变化。对于固定焦距和拍摄距离，使用光圈越小，景深越大。示意图1示意图2以持照相机拍摄者为基准，从焦点到近处容许弥散圆的的距离叫前景深，从焦点到远方容许弥散圆的距离叫后景深。4、景深的计算下面是景深的计算公式。其中：从公式(1)和(2)可以看出，后景深前景深。由景深计算公式可以看出，景深与镜头使用光圈、镜头焦距、拍摄距离以及对像质的要求(表现为对容许弥散圆的大小)有关。这些主要因素对景深的影响如下(假定其他的条件都不改变)：(1)、镜头光圈：光圈越大，景深越小；光圈越小，景深越大；(2)、镜头焦距镜头焦距越长，景深越小；焦距越短，景深越大；(3)、拍摄距离距离越远，景深越大；距离越近，景深越小。5、一些计算实例网上有些在线计算器，有兴趣的网友可以参考：摄影光学计算器Windows版本的可下载的计数器在f/Calc(1)、200/2.8对焦在5m时，f/2.8的景深：(2)、200/2.8+2X=400/5.6对...

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2017 - 01 - 17

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