机器视觉基础知识讲课讲稿.ppt

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1、机器视觉基础知识机器视觉系统机器视觉是一门技术，该技术被广泛应用在生产制造等行业。可用来保证产品质量、控制生产流程、感知环境等。机器视觉系统是基于机器视觉技术为机器或自动化生产线建立的一套视觉系统。机器视觉vs人类视觉人类视觉机器视觉适应性适应性强，可在复杂及变化的环境中识别目标适应性差，容易受复杂背景及环境变化的影响智能具有高级智能，可运用逻辑分析及推理能力识别变化的目标，并能总结规律虽然可利用人工智能及神经网络技术，但智能很差，不能很好地识别变化的目标彩色识别能力对色彩的分辨能力强，但容易受人的心理影响，不能量化受硬件条件的制约，

2、目前一般的图像采集系统对色彩的分辨能力较差，但具有可量化的优点灰度分辨力差，一般只能分辨64个灰度级强，目前一般使用256灰度级，采集系统可具有10bit、12bit、16bit等灰度级机器视觉vs人类视觉人类视觉机器视觉空间分辨力分辨率较差，不能观看微小的目标目前有4K×4K的面阵摄像机和12K的线阵摄像机，通过备置各种光学镜头，可以观测小到微米大到天体的目标速度0.1秒的视觉暂留使人眼无法看清较快速运动的目标快门时间可达到10微妙左右，高速像机帧率可达到1000以上，处理器的速度越来越快感光范围400nm-750nm范围的可见光从

3、紫外到红外的较宽光谱范围，另外有X光等特殊摄像机环境要求对环境温度、湿度的适应性差，另外有许多场合对人有损害对环境适应性强，另外可加防护装置机器视觉系统作用机器视觉技术功能缩短产品进入市场时间100%检测100%质量保证提高产量集成化生产精确测量改进生产流程及时过程监控机器视觉应用领域高速检测精确机器人导航定位及配准装配检测PCB检测表面检测纹理分析遥感医学图像分析测量一维码读取OCR&OCV匹配印刷检测Blob分析机器视觉应用领域光学行业纸制品药物照相学和遥感印刷铁路运输监控航空宇航造船无线通信交通木材等等半导体汽车制造制陶业化学业

4、电子部件及设备食品业玻璃业生命科学医学钢铁矿业机器视觉系统构成——模拟相机光源CCD/CMOS图像传感器镜头被测物体模拟视频流摄像机图像采集卡图像内存中数字图像应用结果孔半径1233.147mm3.052mm2.785mm机器视觉软件FGI/O机器视觉系统构成——数字摄像机光源CCD/CMOS图像传感器镜头被测物体图像数据数字摄像机（USB/1394a/1394b/GigE/CameraLink）图像内存中数字图像应用结果孔半径1233.147mm3.052mm2.785mm机器视觉软件FGI/O机器视觉系统构成——智能摄

5、像机光源CCD/CMOS图像传感器镜头被测物体模拟图像数据智能摄像机图像内存中数字图像应用结果孔半径1233.147mm3.052mm2.785mm机器视觉软件FGI/O机器视觉市场机器视觉系统中部件包括：光源、工业摄像机、图像采集卡、镜头、图像处理设备等。机器视觉市场包括:部件生产商代理商系统集成商机器视觉系统组件——照明光源照明光源机器视觉系统——照明光源分类高频荧光灯卤素灯LED灯机器视觉系统——照明光源对比LED光源特点可制成各种形状、尺寸及各种照射角度；可根据需要制成各种颜色，并可以随时调节亮度；通过散热装置，散热效果

6、更好，光亮度更稳定；使用寿命长（约3万小时，间断使用寿命更长）；反应快捷，可在10us或更短的时间内达到最大亮度；电源带有外触发，可以通过计算机控制，起动速度快，可以用作频闪灯；运行成本低、寿命长的LED，会在综合成本和性能方面体现出更大的优势；可根据客户的需要，进行特殊设计。光源选型对成像影响实例照明技术：亮视野与暗视野暗视野亮视野杂散光杂散光直射光直射光照明技术：低角度照明常应用于检测平滑表面上变化的部分如：划痕、刀痕、边缘低角度照明应用实例照明技术：前向光直射照明前向光直射照明示例照明技术：前向光漫射照明前向光漫射照明示例前向

7、光漫射照明示例照明技术：背光照明背光照明示例TCLTCLTCI照明技术：颜色与补色照射物白色光(混合色)蓝色其它颜色被吸收颜色与补色示例白光红光蓝光绿光照明技术：偏光技术应用偏光板偏光镜片光源A光源B偏光技术应用实例照明技术：防外乱光技术应用机器视觉系统组件——镜头镜头成像尺寸焦距与视场角焦距与视场角例如：使用HV1303UM拍摄视野为440mm*330mm拍摄距离为2500mm常用公式放大率物距像距焦距物高像高镜头分辨率分辨率单位：lp/mm影响因素：镜头结构、材质、加工精度镜头的相对孔径越大，分辨率越高光波长度，波长越短分辨率越高

8、视场中心较边缘分辨率高同档次的固定焦距镜头较变焦镜头分辨率高短焦镜头一般边缘分辨率较中心低，长焦镜头一般中心较边缘分辨率低。理想光学系统的最小分辨距离b=(0.61λ)/nsinωmax其中，λ为光的波长n为像空间介质折