一、相機選型

1、選型流程

2、選型步驟

第一步，選擇合適的分辨率；

根據需要的分辨精度與視場大小,那么我們選擇需要的相機像素關系如下:

相機分辨率(L/W)=視場(L/W)/精度

這僅僅只是相機的像素精度,并不代表整個系統的精度就有如此高,還有其它的精度也要考慮,如鏡頭的分辨率,系統的抖動,光源的波長(顏色),物體本身的特征等等。但是相機像素精度一定要高于系統所要求的精度,才能有實際的測量意義,亞像素的精度提升在實際測量中并沒有太多影響。根據奈奎斯特定理,需要相機分辨率達到系統精度的2倍以上。根據經驗，我們需要把計算的相機分辨率乘以3-5，得到我們實際的需求分辨率。

第二步，選擇傳感器類型；

如果拍攝目標是靜態的,為了節約成本,可考慮使用CMCS相機,而如果目標是運動的,則優先考慮CCD相機。

第三步，選擇傳感器尺寸；

通常傳感器的尺寸與所選擇的像素是對應的,如30W通常是1/3’的,130W-500W是1/2’的,有些500W也有2/3’的。有些30W的也有1/4’的。如果是同等價位,那么我們優先選擇傳感器尺寸大的。

第四步，選擇相機鏡頭接口；

一般的相機都是C/CS接口的,需要注意與鏡頭的對應。如果有其它接口的鏡頭,也要考慮相機的接口。

第五步，選擇相機幀率；

相機采集和傳輸圖像的速度，對于面陣相機一般為每秒采集的幀數（Frames/Sec），對于線陣相機為每秒采集的行數（HZ），最大的幀率決定了相機的拍攝時間。

第六步，選擇相機顏色；

一般在需要使用彩色信息判定失效模型好壞時才會選用彩色相機，否則選用黑白相機。

二、鏡頭

1、選型流程

2、選擇步驟

第一步，確定是否需要遠心鏡頭；

下面幾種情況需使用遠心鏡頭：

?當被檢測物體厚度較大,需要檢測不止一個平面時,典型應用如食品盒,飲料瓶等；

?當被測物體的擺放位置不確定,可能跟鏡頭成一定角度時；

?當被測物體在被檢測過程中上下跳動,如生產線上下震動導致工作距離發生變化時；

?當被測物體帶孔徑、或是三維立體物體時；

?當需要低畸變率、圖像效果亮度幾乎完全一致時；

?當需要檢測的缺陷只在同一方向平行照明下才能檢測到時；

?當需要超過檢測精度時,如容許誤差為1um時。

第二步，確定同一工作距離下是否需要改變放大倍率；

當需要改變放大倍率時，選擇變倍鏡頭；當不需要改變放大倍率時，選擇定焦鏡頭。

第三步，確定放大倍率；

第四步，計算焦距；

第五步，確定工業相機鏡頭接口、CCD尺寸(靶面尺寸)和分辨率；

鏡頭接口與相機接口匹配或通過外加轉換口匹配即可:鏡頭可支持的最大CCD尺寸應大于等于選配相機CCD芯片尺寸

第六步，確定景深；

有些檢測或測量中必須將工業相機成一定角度且要求整個物體成像清晰；被測目標不在同一個平面上，這就需要考慮鏡頭的景深

三、光源

現階段光源主要靠經驗和現場測試確定型號！下面介紹常用的幾種光源的應用場景和選擇要領。

常用光源有：環形光源、條形光源、背光光源、同軸光源、球積分光源

1、環形光源

環光應用場景：

表面碰傷、劃傷等缺陷檢測；印刷字符、標志、條碼、指紋、圖文識別等

環光選型要領：

?了解光源安裝距離，過濾掉某些角度光源；例如要求光源安裝尺寸高，就可以過濾掉大角度光源，選擇用小角度光源，同樣，安裝高度越高，要求光源的直徑越大；

?目標面積小，且主要特性在表面中間，可選擇小尺寸0角度或小角度光源；

?目標需要表現的特征如果在邊緣，可選擇90度角環光，或大尺寸高角度環形光；

?檢測表面劃傷，可選擇90度角環光，盡量選擇波長短的光源；

2、條形光源

條光應用場景：

金屬表面檢查；圖像掃描；表面裂縫檢測；LCD面板檢查等。

條光選型要領：

?條光照射寬度最好大于檢測的距離，否則可能會照射距離遠造成亮度差，或者是距離近而幅射面積不夠；

?條光長度能夠照明所需打亮的位置即可，無須太長造成安裝不便，同時也增加成本,一般情況下，光源的安裝高度會影響到所選用條光的長度，高度越高，光源長度要求越長，否則圖像兩側亮度傳經比中間暗；

?如果照明目標是高反光物體，最好加上漫射板，如果是黑色等暗色不反光產品，也可以拆掉漫射板以提高亮度；

3、背光光源

背光源應用場景：

高速度、短曝光場合下的輪廓測量；機械零件尺寸測量；電子元件、IC的外形檢測等。

背光源選型要領：

?選擇背光源時，根據物體的大小選擇合適大小的背光源，以免增加成本造成浪費；

?背光源四周一條由于的外殼遮擋，因此其亮度會低于中間部位，因此，選擇背光源時，盡量不要使目標正好位于背光源邊緣；

?背光源一般在檢測輪廓時，可以盡量使用波長短的光源，波長短的光源其衍射性弱，圖像邊緣不容易產生重影，對比度更高；

?背光源與目標之間的距離可以通過調整來達到最佳的效果，并非離得越近效果越好，也非越遠越好；

?檢測液位可以將背光源側立使用；

?圓軸類的產品，螺旋狀的產品盡量使用平行背光源；

4、同軸光光源

同軸光應用場景：

反光件表面凹坑、損傷、缺陷；印刷電路板各種字符、圖案；Mark點定位；玻璃表面、尺寸；各類二維碼等。

同軸光選型要領：

?選擇同軸光時主要看其發光面積，根據目標的大小來選擇合適發光面積的同軸光；

?同軸光的發光面積最好比目標尺寸大1.5~2倍左右,因為同軸光的光路設計是讓光路通過一片45度半反半透鏡改變,光源靠近燈板的地方會比遠離燈板的亮度高,因此,盡量選擇大一點的發光面避免光線左右不均勻;

?同軸光在安裝時盡量不要離目標太高，越高，要求選用的同軸光越大，才能保證才均勻性；

5、球積分光源

球積分應用場景：

曲面、表面、凹凸、弧形表面檢測；金屬、玻璃表面反光較強的物體表面檢測等。

球積分選型要領：

?選擇球積分光源時主要是為了使光源發出的光線均勻分布在整個圖像上，消除放光；

四、硬件選型目的：

選擇合適硬件的目的就是為了得到一張合適的圖片，判斷一張圖片是否合適的標準主要是以下幾點：

1、視覺系統精度高

?視覺系統精度=單方向視野范圍大小/相機單方向分辨率

?視覺精度決定于相機分辨率及視野

?視野大小合適

?相機分辨率相同視野越小系統精度越高

?視野相同相機分辨率越高系統精度越高

2、清晰成像

?確定圖象中所要檢測的部分處于清晰的焦距之內

?當圖象中檢測部分不處于同一焦平面時，需要考慮鏡頭的景深

3、對比度高，特征真實

?對比度明顯，目標與背景的邊界清晰；

?對于視覺軟件處理，好的圖像是目標區域黑白分明

4、均勻性好

?背景盡量淡化而且均勻，不干擾圖像處理；

?避免過曝造成的真實邊被吃掉

?避免受到環境光的影響

5、顏色真實

?與顏色有關的還需要顏色真實，亮度適中，不過度曝光

6、圖像穩定

?圖像穩定，能夠兼容多種物料變化

?物料再視野中位置發生變動時，目標特征邊穩定，不會改變

編輯：黃飛

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