自动化设计基础讲解-机器视觉系统

机器视觉系统一般由相机（CCD），镜头，光源组成。

相机（CCD）：又称为CCD图像传感器，把光学影像转化为数字信号，CCD上植入的微小光敏物质称作像素(Pixel)。一块CCD上包含的像素数越多，其提供的画面分辨率也就越高。

镜头：镜头相当于机器视觉的眼睛，其主要作用是将目标的光学图像聚焦在图像传感器（相机）的光敏面阵上。视觉系统处理的所有图像信息均通过镜头得到，镜头的质量直接影响到视 觉系统的整体性能。

光源：照明系统是机器视觉系统较为关键的部分之一，光源直接影响到图像的质量，进而影响到系统的性能。好的打光条件能够使我们得到一幅好的图像，从而改善整个整个系统的分辨率，简化软件的运算。

下面对机器视觉工业镜头的相关专业术语做以详解。

1.焦距的计算方法

2.光学放大倍率的计算方法

3.视场的计算方法

4.机器视觉中工业镜头的计算方式

WD：物距 工作距离(Work Distance，WD) 镜头第一个工作面到被测物体的距离

FOV：市场 视野(Field of View，FOV) 相机实际拍到区域的尺寸。

DOV：景深(Depth of Field)。 景深是指在被摄物体聚焦清楚后，在物体前后一定距离内，其影像仍然清晰的范围。景深随镜头的光圈值、焦距、拍摄距离 而变化。光圈越大，景深越小；光圈越小、景深越大。焦距越长，景深越小，焦距越短，景深越大。距离拍摄体越近时，景深 越小；距离拍摄体越远时，景深越大。

Ho:视野的高度

Hi:摄像机有效成像面的高度(Hi 来代表传感器像面的大小)

PMAG:镜头的放大倍数

f:镜头的焦距

LE:镜头像平面的扩充距离

5.相机和镜头选择技巧

1）相机的主要参数:

感光面积 SS（Sensor Size）

焦距 FL（Focal Length）

最小物距 Dmin（minimum Focal Distance）

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<0.01mm

结论:可以达到设想的精度

2）工业相机传感器尺寸大小：

1/4″:(3.2mm×2.4mm)；

1/3″:(4.8mm×3.6mm)；

1/2″:(6.4mm×4.8mm)；

2/3″:(8.8mm×6.6mm)；

1″:(12.8mm×9.6mm)；

5.光学放大率

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