FAE-AS-SE视觉传感器培训基本问题解答欧姆龙FH

视觉传感器培训
2015年2月 ATC－FAE ＡＳ応用課
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目录
相机选择・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ P3～4 光源的选择・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ P5～9 光源与相机的组合・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ P10 坐标系・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ P11
要检测塑料平面上的伤痕。 应该选择什么光源？ 选择此光源的理由又是什么？
选择同轴落射光源或者侧射光源， 无论哪一种都可以让伤痕浮现。
伤痕的形状
侧射光源
同轴光源
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光源的选择（玻璃上的MARK点）
想要检测出玻璃上的MARK点。 应该选择什么光源？
首先试试透过光源。 由于厚度、工件下面没有空间等原因无法使用透过光源时，可以试试： 工件呈凹凸状→侧射光源、同轴落射 工件上无凹凸 →DOME光源 (其他光源也可以，但是使用时注意不要产生光晕)
角度计算・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ P12
低角度镜头・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ P13 焦距・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ P14～16 RGB与HSV・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ P17 测量精度的概算・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ P18 误差的原因・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ P19～24 前处理过滤・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ P25～27 搜索处理・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ P28～31 边缘处理・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ P32～35 子像素处理・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ P36 伤痕检测・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ P37～39 处理时间ト・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ P40～42 通讯时间・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ P43
(290,160)
通过arc tan (=ATAN)，可以简单的计算出结果。
160 120 90 120 atan atan 290 150 280 150 0.2783 (0.2268 ) 0.5051 [rad ] 28.94[]
测量精度的概算
请答出以下处理时的大概的精度。 形状稳定（边缘清晰）的物体，一边重复放置一边进行检测时， 不考虑抽样的误差。 ・高精度搜索 ・浓淡边缘 ・2值重心 ・边缘宽度
高精度搜索 浓淡边缘 2值重心 边缘宽度
实际精度 1/3～1/5 1/4 1 1/2
重复精度 1/10以上 1/10以上 1/2以上 1/5以上
近赤外照明 红色光源 绿色光源 蓝色光源 白色光源
FZ-SC5M
同轴光源
近赤外照明
分辨率降到接近 1/4
侧射光源
普通环光 FZ-SC FZ-SC2M 透過照明
红色光源
蓝色光源 分辨率降到接近 1/２ 10
DOME光源
条形光源
绿色光源
FZ-SC5M
坐标系
请列举出整体坐标系与局部坐标系的不同。
整体坐标系 ・将整体放置在同一个坐标系中 ・由于需要进行整体校准，所以需要校准治具或 移动量大的平台或机械臂等。 ・测量后的后续计算简单。
景深＝ 0.0074 2.8 600 600 0.0074 2.8 600 600 35 35 0.0074 2.8 600 35 35 0.0074 2.8 600 6.027 6.151 12.178(mm )
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※如果使用延长管误差会增大，所以以上数值仅供参考。
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低倍放大镜头的N倍
以下情况应该使用多少倍的低倍放大镜头？
FZ-S 低倍放大镜头
X视野 2.3mm
低倍放大镜头的倍率取决于CCD尺寸。 根据 1/3' CCD 4.8×3.6mm 1/2' CCD 6.4×4.8mm 2/3' CCD 8.8×6.6mm 4.8／2.3＝2.08 → 2倍的镜头
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光源的选择（检测破损）
要检测片状工件的破损。 应该选择什么光源？ 检测时又需要注意什么？
背光。 充分展开工件， 如果不这样，皱在一起的话破损可能会发现不了。 不使用背光时，为了使背景与工件颜色不同，需要借助治具， 使用反射光源。
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光源的选择（检测污物）
想要检测污物。 你认为可以选择什么光源？ 又需要注意什么呢？
FZ4-700
FZ-S2M
16mm 镜头 ＆ 延长管 红色环形光源
16mm镜头→50mm以上的微距镜头。 广角镜头不适用尺寸检测。
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误差的原因（工件&镜头）
使用下面的条件进行测试，精度稍微不足。 应该改动哪里？ 要求精度： 0.010mm 测试得出精度： 铸件部分=0.008、引脚部分=0.020mm
注：CCD前面英寸并不是真正的CCD的尺寸。 CCD图像依据的是从前的标准，是指对应的是多大的摄像管。 13
调焦点的方法
请说明调焦点的方法。
1) 边缘残留程度的光晕。 2) 调焦点使边缘在看得最清晰的地方。 3) 调整光圈使其亮度最合适。
稍微有点光 晕
调焦点
调到可以拍摄出工件 最好状况的程度
最后将亮度还原
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边缘呈R角时，如果在MARK点附近有空间，或者MARK点飞出时， 都会比上述精度差很多。
误差的原因（相机种类）
从节约成本出发，选择了以下构成进行测试但是，精度稍微不足。 在不增加成本的前提下，怎样才能解决问题？ 要求精度： 0.015mm 测试得出精度： 0.025mm
FZ4-700
FZ-SC2M
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光源的选择（尺寸检测）
想要检测工件的外部尺寸。 应该选择什么光源？ 在使用选择的光源时又需要注意什么？
在检测外形时，需要进行外部轮廓和背景的对比。 为此，选择为： ・在背面摆放一个与工件颜色不同的物品，使用反射光源（同轴光源、 环形光源等） ・使用透过光源 在进行高精度的检测时还必须讨论使用平行光源。 外形带R角或倒角时，需要注意： ・使用反射光源时→希望检测的部分是否都达到光了？ ・使用透过光源时→有没有产生光晕？（避免光从背后绕过去）
FZ-S
35mm 镜头 F値：2.8 視野：55mm
WD:600ｍｍ
容许错乱圆径 F值 物体距离2 前方景深＝ 焦距2＋容许错乱圆径 F值 物体距离 容许错乱圆径 F值 物体距离2 焦距2－容许错乱圆径 F值 物体距离 景深＝前方景深＋后方 景深 后方景深＝
由于图像处理时，容许错乱圆径=像素尺寸 (VGA相机 大约7.4μ m) ，
FZ4-700
FZ-S2M
35mm 镜头 ＆ 延长管 红色圆形光源 尺寸检测
弯曲度检测
铸件与引脚高度不同， 接地距离短（=）时倍率也不同。 →①更换为50mm、75mm镜头等，增大WD ②使用微距镜头。
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误差的原因（工件形状）
使用以下条件进行测试，精度稍微不足。 应该改动哪里？ 要求精度： 0.010mm 测试得出精度： 波动大
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焦点对不齐
调整时焦点对不齐。 你能想到的原因是什么？
・镜头与工件未对齐 ・相机、镜头的振动 ・工件的振动 ・温度 ・光炫 ・角呈R角、倒角 等
→再次确认光学图表 →提高快门速度试试 →提高快门速度试试 →加入红外滤镜试试 →在镜头上加上偏光板试试 →追加侧射光源
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焦点对齐的范围
请计算出以下条件下的焦点对齐的范围。 可以使用PC、WEB。
FZ4-700
FZ-S2M
50mm 镜头 ＆ 延长管 同轴光源
存在R角时，必须考虑测量何处。 选择的测量地方不同，可以可以有同轴/侧射光源/等几种组合。
使用同轴光， R部打不亮
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误差的原因（旋转补正）
按照以下设定进行测量。精度稍微不足，首先应该确认哪个参数？
相机图像输入 边缘位置x2 位置修正(Y,θ ) 边缘位置x2 宽度的计算
环形光源。 如果工件易反光，选择侧射光、DOME光源。
注意：避免产生光晕。如果产生光晕，会将没有污物的地方误认成有污物， 将污物的大小判小造成漏检等情况。
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光源与相机的组合
请指出以下光源与相机的组合中不好的地方。
FZ-S FZ-S2M FZ-S5M FZ-SC FZ-SC2M
同轴光源
侧射光源 普通环光 透过光源 DOME光源 条形光源
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相机选择
有接插件的尺寸为 35×20mm， 要检测部分的长度为30mm。 要求精度为0.02mm。 应该选择什么相机？
假定错位0.5mm以内，视野定为35.5mm。 VGA：35.5／640＝0.0554 mm/pix 2M ：35.5／1600＝0.0221 mm/pix 5M ：35.5／2450＝0.0144 mm/pix 根据边缘情况、要求是重复精度还是实际精度决定选择 2M还是5M相机。 边缘情况良好、重复精度 → 2M 以上情况以外 → 5M
50mm 镜头 ＆ 延长管 红色环形光源 ・视野＝工件尺寸+错位量 ・有高度限制，无法扩大WD
要求精度较高，因此选择2M相机。 由于成本限制，不能选择5M相机、白光。 只能FZ-SC2M→FZ-S2M 。
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误差的原因（相机分辨率）
使用下面的条件进行测试，精度稍微不足。应该改动哪里？ 要求精度： 0.015mm 测试得出精度： 0.022mm
FZ-S2M
50mm 镜头 ＆ 延长管 红色环形光源 视野：工件尺寸+错位量 有高度限制，无法延长WD。
FZ4-700
FZ-S2M→FZ-S5M。 其他好像没有可以改动之处。
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误差的原因（镜头）
使用下面的条件进行测试，精度稍微不足。 应该改动哪里？ 要求精度： 0.015mm 测试得出精度： 0.010～0.025mm
Y X
局部坐标系 ・每个相机分属于不同的坐标系 ・不需要进行整体校准，因此校准作业简单。 ・在进行错位量的计算等时牵涉到2个局部坐标， 因此后计算麻烦。 定位时，需要知道MARK间距离等信息。
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角度的计算
请计算由2段线构成的角的值。 可以使用计算器，不可以使用PC、FZ。
(150,120)
(280,90)
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彩色相机与黑白相机
请列举出彩色相机与黑白相机的不同。
提示： 分辨率 颜色
・彩色相机可以对有颜色的工件进行检测、测量。 ・黑白相机分辨率高 彩色相机与白色光源时 ⇒ 70% 与其他颜色光源组合使用 ⇒ 30～50% ・彩色相机与黑白相机价格相同（使用FZ时） 一般情况下彩色相机价格较高
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光源的选择（伤痕检测）
RGB与HSVｘ
请列举出RGB与HSV的各自的特征。
RGB
HSV
CCD图像
HSV色立体
・彩色相机的CCD一般是RGB方式的。
・由于不需要进行转换所以处理简便。 计算时间短。 ・与人的感觉一致 黄色=R+G 等量 暗黄色→减少R、G的量。
・与人的感觉接近 H（颜色)、S(颜色的浓度）、V(亮度)的参数 与人的感觉一致。 ・从RGB转换 由于需要转换，处理时间变长。 ・重新制作HSV图像时，处理时间变短，产生圆的误差 17
来自百度文库
故障・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ P44～46
可否改造的判断・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ P47 洽谈的进展方法・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ P48 练习・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ P49～51