视觉测量技术一 视觉系统构成.ppt

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1、视觉测量技术（一）视觉系统组成丁雅斌１、什麽是机器视觉　？人类的眼睛机器视觉传感器以光电传感器和计算机为核心组成的能够模拟人类视觉而完成某项工作的方法及装备通过两维图像建立三维或高维真实世界的模型2、机器视觉应用目标识别与定位2、机器视觉应用质量检测2、机器视觉应用几何量测量高速检测连续冲孔的冲压零部件。滚轴的外观检测可使用2台线型相机高精度检测长尺的金属滚轴表面缺陷零件外观检测轴承的外观检测曲面外观检测Rocky7火星车2、机器视觉应用导航Rocky7视觉系统获取的立体图象对(a)深度图象(b)障碍物探测示意图Rocky7视觉系统对场景的

2、深度恢复2、机器视觉应用导航2、机器视觉应用其他应用智能交通监控三维重建遥感图像分析（植被分析、考古发掘）医学图像分析（骨骼定位）安全鉴别、监视与跟踪（门禁系统、视频监控）国防系统（目标自动识别与目标跟踪）文物保护（数字博物馆）其他（游戏、动画、体育、人机交互）…………机器视觉的一些基本概念1.平面视觉（PlanarVision）：被测对象处在平面内，只对目标在平面的信息进行测量的视觉测量与控制。2.立体视觉（StereoVision）：对目标在三维笛卡尔空间内的信息进行测量的视觉测量与控制。3.结构光视觉（StructuredLightV

3、ision）：利用特定光源照射目标，形成人工特性，由摄像机采集这些特征进行测量。结构光视觉可简化图像处理中的特征提取，大幅度提高图像处理速度。4.主动视觉（ActiveVision）：对目标主动照明或者主动改变摄像机参数的视觉系统。5.被动视觉（PassiveVision）：如双目视觉。被动视觉采用自然测量，机器视觉的一些基本概念6.视觉测量（VisionMeasure/VisualMeasure）：根据摄像机获得的视觉信息对目标的位置和姿态进行的测量。7.手眼系统（Hand-EyeSystem）：摄像机和机械手构成的机器人视觉系统。.Ey

4、e-in-Hand：摄像机安装在机械手末端并随机械手一起运动的视觉系统。Eye-to-Hand：摄像机不安装在机械手末端，不随机械手运动的视觉系统。8.视觉控制（VisionControl/VisualControl）：根据视觉测量获得目标的位置和姿态，将其作为给定或者反馈对机器人的位置和姿态进行的控制。9.视觉伺服（VisualServo/VisualServoing）：利用视觉信息对机器人进行的伺服控制，是视觉控制的一种。3、机器视觉检测系统的构成1被测物体4光照系统2摄像机5摄像机-计算机接口3计算机6控制机构3.1摄像机镜头Lens

5、（工业）摄像机Camera聚焦光线生成图像摄像机照明接口3.1摄像机-Sensor摄像机的作用：将通过镜头聚焦于像平面的光线生产图像。摄像机最重要的部件：数字传感器CCD（charge-coupleddevice）电荷耦合元件CMOS（complementarymetal-oxidesemiconductor）互补金属氧化物半导体摄像机照明接口CCD（charge-coupleddevice）电荷耦合元件也称为CCD图像传感器。CCD是一种半导体器件，能够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

6、上包含的像素数越多，其提供的图像分辨率也就越高。摄像机照明接口面阵线阵3.1摄像机-Sensor摄像机照明接口CMOS（complementarymetal-oxidesemiconductor）互补金属氧化物半导体3.1摄像机-Sensor摄像机照明接口CCDVsCMOSCCDCMOS灵敏度高低成本高低分辨率高低抗噪声好一般功耗高低速度低高3.1摄像机-Sensor摄像机照明接口3.1摄像机-CCD传感器-尺寸CCD的尺寸，是说感光器件的面积大小。主要有2/3英寸、1/2英寸、1/3英寸、1/4英寸等。面积越大，捕获的光子越多，感光性能越

7、好，信噪比越低。2/3英寸的300万像素相机效果通常好于1/2英寸的400万像素相机(后者的感光面积只有前者的53%)。而相同尺寸的CCD，像素越多，图像质量越好。价格越高。摄像机照明接口3.1摄像机-CCD传感器-尺寸摄像机照明接口3.1摄像机-镜头-Lens镜头是一种光学设备，用于聚焦光线在摄像机内部成像。镜头的作用是收集光线，产生锐利的图像，以得到被测物体的细节。通常由一块或者多块光学玻璃或塑料组成的透镜组，基本单元为凹透镜、凸透镜，或其组合摄像机照明接口瞳孔视网膜晶状体虹膜虹膜调节瞳孔的大小，对光线大小进行控制。光线通过焦距20的晶

8、状体，在视网膜上成像。3.1摄像机-镜头Vs.人眼摄像机照明接口保证通光量Lens尺寸≥Sensor尺寸3.1摄像机-镜头–型号摄像机照明接口控制进光量F2.2、F2.8、F4…