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机器视觉系统简介北京凌云光视数字图像技术有限公司方志斌机器视觉（Machine Vision)机 器 （Machine)视 觉 （Vision)+机械运动控制觉(软件)视(硬件)包括光源、镜头、相机、 图像采集卡等机器视觉是一个系统的概念，运 用现代先进的控制技术、计算机 技术及传感技术，表现为光机电 的结合 凌云公司的口号：“致 力于为机器植入眼睛和大脑！”为什么要采用机器视觉•节省时间•降低生产成本•优化物流过程•缩短机器停工期•提高生产率和产品质量•减轻测试及检测人员劳动强度•减少不合格产品的数量•提高机器利用率机器视觉应用简介GIGI(Gauge、Inspection、Guide、 Identification) 一、Gauge(Measurement)机器视觉应用简介 二、Inspection(应用范围最广）机器视觉应用简介机器视觉应用简介三、Guide机器视觉应用简介四、Identification机器视觉应用简介机器视觉原理简介系统构成：机器视觉原理简介一、光源（光源是基准，打光是艺术）种类：LED、萤光灯、卤素灯（光纤光源)、特殊光源Garbage In, Garbage Out特点：LED寿命长/可以有各种颜色/便于做成各种复杂 形状/光均匀稳定/可以闪光； 萤光灯光场均匀/价格便宜/亮度较LED高； 卤素灯亮度特别高/通过光纤传输后可做成Red MCEP-CR8Green MCEP-CG8Blue MCEP-CB8Designed Color++形状不 同 器 件 指 向 性不同型号LDL-130x15LDL-130x15印字検査印字検査 LFR-100LFR-100颜 色紅緑藍偏光片光源选择的注意事项影响因素： 相机的光谱响应特性、LED器件（颜色、发光角、 亮 度、寿命等）、形状、打光方式（dark field, bright field, low angle, structure light)、辅助手段（偏光片 、滤光片、漫射片等）选择原则： 满足应用、综合考虑； 理论分析+实验；机器视觉原理简介二、镜头（低通滤波器，完成信号传递）接口形式：C-Mount/CS-Mount/F-Mount/Others镜头类型：标准、远心、广角、近摄、远摄等选择依据：相机接口/物距/拍摄范围/CCD尺寸/ 畸变的允许范围/放大率/焦距/光圈等机器视觉光学系统§ 光学系统–镜头（低通滤波器，完成信号传递）–反光镜（改变光路）–棱镜、分光镜、聚光棒（镜）–光源、偏光片、滤光片等接口主要有螺口和卡口两种螺口：0.75（M42/M58/M72等）、C/CS(32thread/inch)卡口：F口(Nikon)、Cannon、Petax等远心镜头u在测测量系统统中，物距常发发生变变化，从而使像高发发生变变 化，所以测测得的物体尺寸也发发生变变化，即产产生了测测量误误 差；u即使物距是固定的，也会因为为CCD敏感表面不易精确调调 整在像平面上，同样样也会产产生测测量误误差。

u采用远心物镜中的像方远心物镜可以消除物距变化带来 的测量误差，而物方远心物镜则可以消除CCD位置不准带来的测量误差 Standard Lens Telecentric lens远心镜头• 镜头的畸 变– 像面弯曲– 球面像差– 枕形失真– 桶形失真– 色散– 像散，散光原则一:相机芯片尺寸镜头尺寸≧相机芯片尺寸§CCD芯片尺寸 特殊之处：1inch = 16mm ≠25.4mm原则二:相机接口类型相机接口的种类接口类型后截距接口 C Mount17.526mm螺口 CS Mount12.5mm螺口 F Mount46.5mm卡口接口配套的原则相机接口C MountCS MountF Mount可配镜头 接口C/F+转接器CS/C+节圈F原则三:镜头工作距离系统设计与镜头工作距离的选择1. 先选择镜头，后设计系统 2. 尽可能选择成熟已有的产品3. 镜头的工作距离包含了一个区间的 概念原则四:镜头视场角视场－视场角工作距离与视场－焦距§ 像元分辨率 –是系统设计的一项关键指标 –确定放大率 § 具体应用的约束条件 –测量，检测（颜色）→确定畸变率、色差 –物距与安装尺寸→确定焦距与变焦范围 –光强及其一致性→确定光圈及调整范围 –相机 →确定接口方式与靶面 –检测目标和要求的一致性→确定是否需要变焦、变倍、 变光圈 § 辅助手段 –接圈 –转接环–定做 代理公司u NAVITAR; u Moritex; u Schneider; u Optec; u Utron; u Kowa; u Computar;机器视觉原理简介三、相机（光电转换器，完成信号转换）种类：线PC-Based;Embeded；表面检测分析表面检测分析机器视觉原理简介系统评估及选型：精度 速度 可靠性 精度：为什么要达到这么高的精度？高精度意味着高代价。

系统 的误差分配，系统精度、机台精度、控制传感精度，视觉部分的精 度（分辨率、图像质量、安装精度、镜头、标定方法、算法、环境 等）速度：总指标、控制部分、动作的配合及协调、通信速度、采集速 度（硬件）、处理速度（计算机硬件、软件算法、图像质量等）可靠性：硬件的可靠性、软件算法的可靠性及稳定性、系统设计的 可靠性等机器视觉系统设计过程1、需求了解/分析/确认；（前期多沟通很重要）2、样品准备/测试；（需要客户密切配合）3、系统软/硬件选型；（保证性价比最好）4、系统开发设计；（严格按项目管理（PM)方法进行）5、现场试运行/大量测试；（必不可少，需要配合）6、系统的局部修改和完善；（往往耗时较多）7、系统验收；8、人员培训与系统维护；谢谢大家！。