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《机器视觉入门及应用》 硬件篇 1）相机 按芯片种类：CCD相机、CMOS相机 按扫描方式：隔行扫描相机、逐行扫描相机 按传感器构造特征：线阵相机、面阵相机 1.相机基本参数 分辨率：相机每次收集图像的像素点（Pixels），关于数字相机一是直接与光 电传感器的像元数对应的，关于模拟相机则是取决于视屏制式，PAL制为 768*576，NTSC制为640*480； 像素深度：即每个像素数据的位数，一般常用的是8Bit，关于数字工业相机一般还有10Bit、12Bit等； 像元尺寸（pixelSize)：像元大小和像元数（分辨率）共同决定了相机机靶面的大小。当前数字相机像元尺寸一般为3um--10um； 帧率：相机收集传输图像的速率，关于面阵相机一般为每秒收集的帧数 （Frames/Sec）关于线阵相机为每秒收集的行数（Hz） 2.CCD相机 CCD是当前机器视觉最为常用的图像传感器。它集光电变换及电荷存贮、电荷转移、信号读取于一体，是典型的固体成像器件。CCD的突出特色是以电荷作为信号，而不一样于其余器件是以电流或许电压为信号。这种成像器件经过光电变换成电荷包，尔后在脉冲的作用下转移、放大输出图像信号。 典型的CCD相机由光学镜头、时序及同步信号发生器、垂直驱动器、模拟/数字信号办理电路构成。CCD作为一种功能器件，与真空管对比拥有无灼伤、无滞后、低电压工作、低功耗等长处。 3.SMOS相机 CMOS图像传感器将光敏元阵列、图像信号放大器、信号读取电路、模数变换电路、图像信号办理器及控制集成在一块芯片上。 CMOS相机拥有局部像素的编程随机接见的长处，当前，CMOS相机以其优秀的集成性、低功耗、高速传输和宽动向范围特色在高分辨率和高速场合获取了宽泛应用。 4.工业相机与一般相机的差别 工业相机性能靠谱易于安装，相机构造紧凑结实不易破坏，连续工作时间长，能够在较差的环境下使用，一般相机是做不到这些的，比如：让一般相机连续工作一天或几日必定会受不了的； 工业相机的快门（曝光）时间特别短，能够抓拍高速运动的物体； 工业相机帧率远高于一般相机； 工业相机输出的是裸数据，光谱范围较宽。比较适合进行高质量的图像 办理算法，一般相机的光谱范围只适合人眼视觉，图像质量较差，不利于进行剖析办理。 工业相机价钱贵。 5.相机选用方法 A.依据应用的不一样选用CCD或CMOS相机。CCD相机主要应用在运动物体的图像摄入，如贴片机机器视觉，。用在视觉自动检查的方案或行业中一般用CCD相机比许多，CMOS相机成本低，功耗低也愈来愈宽泛； 分辨率的选择。第一考虑待察看或待丈量物体的精度，依据精度选择分 辨率。相机像素精度=单方向视线范围大小/相机单方向分辨率。则相机单方向分辨率=单方向视线范围大小/理论精度。若单视线为5mm，理论精度为0.02mm,则单方向分辨率=5/0.02=250。但是为增添系统稳固性，不会只用一个像素单位 对应一个丈量/察看精度值，一般能够选择倍数4或更高。这样改相机需求单方向分辨率为1000，采纳130万像素已经足够。 C.其次看相机的输出，假如体式察看或机器视觉软件剖析辨别，分辨率高是有帮助的；假如VGA输出或USB输出，再显示器上察看，则还依靠显示器的分辨率，相机的分辨率再高，显示器分辨率不够，也是没存心义的；利用储存卡或摄影功能，相机的分辨率高也是很有帮助的。 D.考虑与镜头的般配。传感器芯片尺寸需要小于或等于镜头尺寸，C或CS安装座也要般配（或许增添转接口）； E.考虑相机帧数选择。当被测物体有运动要求时，要选择帧数高的工业相机。 但一般来说分辨率越高，帧数越低。 镜头 镜头的基本功能就是实现光束变换，在机器视觉系统中，镜头的主要作用是将目标图像成像在图像传感器的光敏面上。镜头的质量直接影响到机器视觉系统的整体性能，合理地选择和安装镜头，是机器视觉系统设计的重要环节。 镜头分类 按功能：定焦镜头、变焦镜头、定光圈镜头 按视角：一般镜头、广角镜头、远摄镜头 按用途：微距镜头、远心镜头、CCTV镜头 镜头基本参数 1）镜头的有关参数： 视场（FOV，邺城视线范围）：指观察物体的可视范围，也就是相机收集芯片的物体部分。（视场范围是选型中一定认识的） 工作距离（WD）:指从镜头前部到受查验物体的距离。即清楚成像的表面距离。（选型一定认识的问题，工作问题能否可调？包含能否有安装空间等）分辨率：图像系统能够测到的手查验物体上的最小可分辨特色尺寸。在多半状况下，视线越小，分辨率越好； 景深（DOF）：物体离最正确焦点较近或较远时，镜头保持所需分辨率的能力。 （需要认识客户对景深能否有特别要求） 3.景深计算公式 δ-- L1--  允许弥散圆直径；f--镜头焦距；F-- 远景深；L2--后景深；L--景深  镜头的拍摄光圈值；