机器视觉系统如何选择工业相机与工业镜头的匹配

机器视觉中用的工业相机与普通相机的区别

机器视觉中用的工业相机与普通相机的区
别
机器视觉系统就是利用机器代替人眼来作各种测量和判断。

机器视觉相机的目的是将通过镜头投影到传感器的图像传送到能够储存、分析和(或者)显示的机器设备上。

作为机器的“眼睛”,相机占据非常重要的地位。

按照不同标准可分为标准分辨率数字相机和模拟相机等。

根据不同的实际应用场合选不同的相机和高分辨率相机线扫描CCD和面阵CCD;单色相机和彩色相机。

那么工业相机和我们日常生活中用的普通相机有什么区别呢?
1、工业相机的快门时间非常短,可以抓拍快速运动的物体,工业相机的快门时间般都是微秒级的,配合光源、频闪控制器以及全屏曝光,可以有效解决拖影等问题。

2、工业相机的拍摄速度远远高于一般相机。

工业相机每秒可以拍摄十幅到几百幅甚至更多的图片,而一般相机只能拍摄2-3幅图像,相差甚远。

3、工业相机的图像传感器是逐行扫描的,而一般摄像机的图像传感器是隔行扫描的,甚至是隔三行扫描的。

逐行扫描的图像传感器生产比较困难,成品率低,出货量也少,例如Dalsa、avt等,价格相对比较昂贵。

4、工业相机输出的是裸数据,其光谱范围也往往比较宽,比较适台进行高质量的图像处理算法,普遍应用于机器视觉系统中。

而一般相机(DSC)拍摄的图片,其光谱范围只适合人眼视觉,并且经过了MPEG压缩,图像质量也较差。

由于工业相机区别于普通相机的技术优势,工业相机更多的应用到各大领域中。

工业相机选型11大注意点

工业相机选型11大注意点相比民用相机而言，工业相机在图像稳定性、抗干扰能力和传送数据方面有着更高的优势，是组成机器视觉系统的关键部分，工业相机的性能好坏决定着机器视觉系统的稳定性。

每一款工业相机都有很多参数可以选择，也有许多型号可供参考，那么我们在相机选型方面如何更好地选择工业相机呢？首先判断项目需求，根据视野范围和检测精度来决定相机的分辨率，根据被拍摄物体的速度是静止还是运动，来确定使用CCD或COMS，根据拍摄图像的单位时间要求来确定相机帧率。

根据项目现场环境来确定使用什么连接方式（USB或千兆网等）。

因此，选择一款合适自动化视觉项目的工业相机，对整个项目的成功与否有着关键作用。

总结如下几点：1、要求检测的项目，如大小，还是瑕疵！2、工件状态，运动还是静止的！3、产品大小和检测速度。

5、工件背景色是什么！6、产品反光性是否好，产品批次一致性是否一样！相机选型时注意的参数：1、相机类型对于静止检测或者一般低速的检测，优先考虑面阵相机，对于大幅面高速运动或者滚轴等运动的特殊应用考虑使用线阵相机。

根据检测的速度，选择相机的帧率一定要大于物体运动的速度，一定要在相机的曝光和传输时间内完成。

2、相机分辨率假如项目的测量精度与视野大小，那么我们选择的相机像素计算关系如下：相机分辨率（L/W）≥视场（L/W）/精度。

假如项目要求视野是100mm*75mm，精度要求为0.05mm，则相机的像素长为100/0.05=2000PIX，也就是需要2000*1500=3000000=300万像素的相机。

这仅仅只是相机的像素精度，并不代表整个系统的精度就有如此高，还有其它的精度也要考虑，如镜头的分辨率，系统的抖动，光源的波长等等。

相机像素精度一定要高于系统所要求的精度，才能有实际的测量意义，亚像素的精度提升在实际测量中并没有太多影响，不能从根本上解决精度不足的问题。

一般来说，如果条件允许，我们会要求将相机的分辨率提升一个数量级或者是将相机的像素精度提高一个数量级。

工业镜头相关参数

工业镜头相关参数工业镜头是一种用于工业应用的专用光学镜头，广泛应用于机器视觉系统、工业自动化设备、医疗设备等领域。

在选择和使用工业镜头时，了解相关参数是非常重要的。

本文将介绍一些常见的工业镜头相关参数，帮助读者更好地理解和选择适合自己需求的工业镜头。

1. 焦距 (Focal Length)焦距是工业镜头最基本的参数之一，它决定了镜头的放大倍率和视场角。

焦距越长，所拍摄的场景越小，放大倍率越大；焦距越短，所拍摄的场景越大，放大倍率越小。

一般来说，焦距越长的镜头适用于需要放大细节的应用，焦距越短的镜头适用于需要拍摄大范围场景的应用。

2. 对焦范围 (Focus Range)对焦范围是指工业镜头能够清晰对焦的距离范围。

在工业应用中，对焦范围通常需要根据实际需求来选择。

对焦范围较小的镜头适合需要对焦于近距离物体的应用，对焦范围较大的镜头适合对焦于远距离物体的应用。

3. 光学口径 (Optical Aperture)光学口径是指工业镜头镜片的直径大小，决定了镜头能够通过的光线量。

光学口径越大，镜头能够通过的光线越多，适用于低光条件下的拍摄。

光学口径对应的F值也是评估镜头透光能力的指标，F值越小，透光能力越强。

4. 图像传感器尺寸 (Image Sensor Size)图像传感器尺寸是指工业相机所使用的图像传感器的尺寸大小。

工业镜头的图像传感器尺寸需要与相机的图像传感器尺寸相匹配才能获得最佳的成像效果。

常见的图像传感器尺寸有1/3英寸、1/2英寸、2/3英寸等。

5. 解析度 (Resolution)解析度是指工业镜头能够捕捉和呈现的图像细节数量和清晰度。

解析度通常以水平线对应的图像细节数量来表示，单位为线对每毫米。

较高的解析度意味着镜头能够捕捉更多的细节并提供更清晰的图像。

6. 失真率 (Distortion)失真率是评估工业镜头图像形变程度的指标。

镜头失真会使图像形状发生扭曲或拉伸，影响成像的准确性。

低失真率的工业镜头能够提供更真实、更准确的图像。

机器视觉之机器视觉中使用工业镜头的计算方式

机器视觉中使用工业镜头的计算方式1、WD 物距工作距离（Work Distance，WD）。

2、FOV 视场视野（Field of View，FOV）3、DOV 景深（Depth of Field）。

4、Ho:视野的高度5、Hi:摄像机有效成像面的高度（Hi来代表传感器像面的大小）6、PMAG:镜头的放大倍数7、f:镜头的焦距8、LE:镜头像平面的扩充距离相机和镜头的选择技巧1、相机的主要参数:感光面积SS（Sensor Size）2、镜头的主要参数:焦距FL（Focal Length）最小物距Dmin（minimum Focal Distance）3、其他参数:视野FOV（Field of View）像素pixelFOVmin=SS（Dmin/FL）如:SS=6.4mm，Dmin=8in，FL=12mm pixel=640*480则:FOVmin=6.4（8/12）=4.23mm 4.23/640=0.007mm 如果精度要求为0.01mm，1pixels=0.007mm<0.01mm 结论:可以达到设想的精度光学镜头的放大率放大率光学放大率影响大小相对于物体的放大率β=y’/y=b/a=NA/NA’=CCD相机元素尺寸/视场实际尺寸电子放大率电子放大率是用相机拍照成像在CCD上的像呈现在显示器的放大倍数显示器放大率显示器放大率是被拍物体通过镜头成像显示在显示器上的放大倍数显示器放大率＝（光学放大率）×（电子放大率）例子:光学放大率＝0. 2X, CCD大小1/2（对角线长8mm）,显示器14〃电子放大率＝14×25.4/8＝44.45（倍）显示器放大率＝0.2×44.45＝8.89（倍）（1寸＝25.4mm）视场视场是镜头与CCD相机连接时物体可被看见的范围大小视场的大小是:（CCD格式大小）/（光学放大率）例子:光学放大率＝0.2X，CCD1/2〃（4.8mm长，6.4mm宽）视场大小 :长＝4.8/0.2＝24（mm）宽＝6.4/0.2＝32（mm）。

大华机器视觉工业镜头及配件选型表

镜头选型方法一、确定检测范围根据检测对象确定视场范围，如长度L和宽度W。

二、确定相机选型1. 根据检测精度的要求，计算出所需的相机分辨率，即Sensor的像素数M*N，然后选择合适的举例：检测100mm*100mm的范围，要求精度达到0.05mm，则所需像素至少要达到(100/0.05) 可以选用2590*2048或3072*2048的相机；2. 确定相机选型后，得出Sensor成像面尺寸H*V，可通过相机参数查询，也可根据以下公式计H=M*像元尺寸,V=N*像元尺寸其中，像元尺寸可从sensor参数中查询3. 确定相机选型后，计算成像系统的放大率β=目标成像尺寸/目标实际尺寸=Sensor尺寸/对应视场大小举例：采用200W相机，Sensor水平尺寸H=9.216mm，对应检测长度L=100mm，则系统放大率 β=H/L=0.092三、镜头选刑1. 确定镜头像面规格及分辨率：(1) 镜头成像面应不小于Sensor成像面尺寸，否则可能会出现黑边或暗角。

如搭配1/1.8"相机(2) 镜头成像面不宜大于Sensor尺寸太多，否则可能会导致镜头清晰度不高或价格过高或外形(3) 镜头分辨力一般不低于Sensor分辨率要求，如1/1.8" 600W相机搭配2/3" 2MP镜头时清晰度2. 根据视场范围、Sensor尺寸和工作距离估算镜头焦距f：若工作距离为D，则镜头焦距可按以下公式进行估算：f=β*D举例：若系统成像放大率β=0.092,工作距离D=200mm，则镜头焦距约为f=0.092*200mm=19.4mm；此时选择1 则实际放大率β=f/D=0.08；若要保证原来0.092mm的放大率，可将工作距离调整为D=16/0.092=173m合适的相机型号0.05)*(100/0.05)=2000*2000，公式计算：92*200mm=19.4mm；此时选择16mm镜头，作距离调整为D=16/0.092=173mm清晰度可能较差；nsor尺寸/对应视场大小则系统放大率 β=H/L=0.092"相机可选用1/1.8"或2/3"的镜头；或外形尺寸过大等问题；。

机器视觉中用工业镜头与工业相机CCD选型指导手册道

机器视觉中用工业镜头与工业相机CCD选型指导手册道镜头的参数指标光学镜头一般称为摄像镜头或摄影镜头，简称镜头，其功能就是光学成像。

在机器视觉系统中，镜头的主要作用是将成像目标聚焦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;合理选择并安装光学镜头，是机器视觉系统设计的重要环节。

1.镜头的相关参数1焦距焦距是光学镜头的重要参数，通常用 f 来表示。

焦距的大小决定着视场角的大小，焦距数值小，视场角大，所观察的范围也大，但距离远的物体分辨不很清楚;焦距数值大，视场角小，观察范围小，只要焦距选择合适，即便距离很远的物体也可以看得清清楚楚。

由于焦距和视场角是一一对应的，一个确定的焦距就意味着一个确定的视场角，所以在选择镜头焦距时，应该充分考虑是观测细节重要，还是有一个大的观测范围重要，如果要看细节，就选择长焦距镜头;如果看近距离大场面，就选择小焦距的广角镜头。

2光阑系数即光通量，用 F 表示，以镜头焦距 f 和通光孔径 D 的比值来衡量。

每个镜头上都标有最大 F 值，例如6mm/F1.4 代表最大孔径为 4.29 毫米。

光通量与 F 值的平方成反比关系，F 值越小，光通量越大。

镜头上光圈指数序列的标值为 1.4，2，2.8，4，5.6，8，11，16，22 等，其规律是前一个标值时的曝光量正好是后一个标值对应曝光量的 2 倍。

也就是说镜头的通光孔径分别是 1/1.4，1/2，1/2.8，1/4，1/5.6，1/8，1/11，1/16，1/22，前一数值是后一数值的根号 2 倍，因此光圈指数越小，则通光孔径越大，成像靶面上的照度也就越大。

3景深摄影时向某景物调焦，在该景物的前后形成一个清晰区，这个清晰区称为全景深，简称景深。

决定景深的三个基本因素: 光圈光圈大小与景深成反比，光圈越大，景深越小。

焦距焦距长短与景深成反比，焦距越大，景深越小。

物距物距大小与景深成正比，物距越大，景深越大。

工业相机的选型依据和步骤相关题目

工业相机的选型依据和步骤相关题目工业相机，作为一个关键的工业检测设备，被广泛应用于生产制造、质量检测等领域。

在选择工业相机时，需要根据具体的需求和应用场景进行综合考量。

下面是选型工业相机的相关依据和步骤。

一、了解应用需求1.1 确定应用场景：工业相机最常见的应用场景包括物体检测、目标定位、尺寸测量、缺陷检测等。

根据实际需求确定所需的应用场景。

1.2 确定测量对象：不同的测量对象，对工业相机的要求亦不同，例如，对于不同尺寸、形状、材质的物体测量，对相机的要求也会有所不同。

1.3 确定应用环境：考虑光线条件、噪声干扰、温度、湿度等因素对工业相机性能的影响，以确定所需的相机性能规格。

二、确定相机性能参数2.1 分辨率：根据应用需求确定所需的图像分辨率，分辨率越高，图像质量越好，但同时也会增加数据处理和存储的压力。

2.2 帧率：确定所需的实时性要求，根据应用场景选择相对较高的帧率，以保证图像流畅性。

2.3 动态范围：根据应用需求和光线条件，选择适当的动态范围，以兼顾亮度范围和细节表现。

2.4 像素尺寸和感光器件：大像素尺寸和高灵敏度的感光器件，有助于提高图像质量和低光条件下的表现。

三、选择合适的接口和操作方式3.1 接口类型：根据实际应用需求和设备接口要求，选择相机的接口类型，常见的接口包括GigE Vision、USB3.0、Camera Link 等。

3.2 操作方式：根据操作便捷性和控制灵活性的要求，选择相机的操作方式，常见的操作方式包括相机自带的硬件按键、软件控制等。

四、考虑系统兼容性和易用性4.1 平台兼容性：选择具有良好兼容性的工业相机，以便于与其他设备和系统的集成，例如软件平台、图像处理设备等。

4.2 易用性和稳定性：考虑相机操作界面的友好性、驱动程序的稳定性以及厂家的技术支持和维护等因素，以提升相机的使用便利性和可靠性。

五、选择合适的厂家和品牌5.1 厂家信誉和口碑：选择具有良好信誉和口碑的工业相机厂家，以确保产品质量和售后服务。

机器视觉选型相机规则

机器视觉选型相机规则机器视觉是一种模拟人眼进行图像识别和处理的技术，广泛应用于工业自动化、无人驾驶、安防监控等领域。

而相机作为机器视觉的重要组成部分，其选型规则对于机器视觉系统的性能和稳定性具有关键影响。

本文将从分辨率、帧率、感光元件、镜头、接口等方面介绍相机选型的规则。

一、分辨率相机的分辨率是指图像的像素数量，通常用横向像素数和纵向像素数表示。

分辨率越高，图像细节越丰富，但也会增加图像处理的计算量。

在选择相机分辨率时，需根据实际应用场景和需求来确定，避免过高或过低的分辨率。

二、帧率帧率是指相机每秒传输的图像帧数，常用单位为fps（Frames Per Second）。

帧率越高，图像的连续性越好，适用于高速运动物体的检测和追踪。

但高帧率相机通常价格昂贵，且会增加数据处理的复杂度。

三、感光元件感光元件是相机的核心部件，决定了图像的质量和灵敏度。

常见的感光元件有CCD和CMOS两种。

CCD感光元件具有较高的图像质量和低噪声特性，适用于对图像质量要求较高的应用场景；而CMOS感光元件则具有低功耗、高速度、集成度高等优势，适用于对帧率要求较高的应用场景。

四、镜头镜头是相机的光学系统，直接影响图像的清晰度和视场范围。

选择镜头时，需考虑焦距、光圈、视场角等参数。

焦距决定了镜头的放大倍数，光圈决定了镜头的透光能力，视场角决定了镜头的拍摄范围。

根据实际需求，选择合适的镜头参数，以获得清晰、准确的图像。

五、接口相机与其他设备的连接通常通过接口完成，常见的接口有USB、GigE、Camera Link等。

USB接口简单易用，适用于小型相机和低带宽应用；GigE接口具有较高的传输速度和稳定性，适用于大带宽应用；Camera Link接口则适用于对图像传输速度和稳定性要求较高的应用。

总结起来，机器视觉选型相机的规则包括分辨率、帧率、感光元件、镜头和接口。

在选型时，需根据实际应用需求和预算来确定各项参数。

同时，还需要考虑相机的稳定性、可靠性和兼容性等因素，以确保机器视觉系统的正常运行和性能表现。

基于机器视觉的工业机器人对图像的获取与预处理技术

基于机器视觉的工业机器人对图像的获取与预处理技术近年来，随着工业自动化的发展，工业机器人在制造行业中的应用越来越广泛。

而基于机器视觉的工业机器人在图像的获取与预处理技术方面发挥着至关重要的作用。

本文将重点介绍基于机器视觉的工业机器人对图像的获取与预处理技术，以及其在工业生产中的应用。

一、图像的获取技术工业机器人在生产线上通过机器视觉系统获取图像，从而实现对产品的视觉检测、定位和测量等功能。

图像的获取技术包括相机的选择、安装位置的确定以及光照和环境的控制等方面。

1.相机的选择在工业机器人中，常用的相机类型包括工业相机、智能相机和3D相机。

工业相机具有高分辨率、快速采集速度和稳定性等特点，适用于高精度的视觉检测和定位任务；智能相机具有集成了图像处理算法和通信接口的特点，可直接连接工业机器人的控制系统，简化了系统的构建和集成；3D相机则可以实现对物体的三维空间信息获取，对于需要进行视觉测量和三维重构的任务具有独特的优势。

2.安装位置的确定相机的安装位置对于图像获取的质量和稳定性至关重要。

在确定相机的安装位置时，需要考虑到产品的尺寸、形状和特征等因素，同时也需要考虑到生产线的空间限制和安全要求。

合理的安装位置可以确保相机在获取图像时能够满足检测和定位的要求，同时也能够避免外界环境因素对图像采集的干扰。

3.光照和环境的控制光照和环境的控制对于图像获取的稳定性和准确性有着重要的影响。

在工业生产现场，可能存在着各种复杂的光照和环境因素，如光线变化、灰尘干扰、震动和噪声等。

需要通过合适的光照设备、滤光器和屏蔽措施来减少这些因素对图像获取的影响，从而确保机器视觉系统能够获取到稳定、清晰和准确的图像。

二、图像的预处理技术在工业机器人的视觉系统中，图像的预处理技术起着至关重要的作用，它包括图像的去噪、增强、分割和特征提取等多个环节，其目的是为了提高图像的质量和信息含量，从而为后续的图像分析和识别提供可靠的基础。

1.图像的去噪在图像获取过程中，常常会受到各种干扰因素的影响，如噪声、模糊和伪影等。

工业镜头选型方法和计算公式解析

对于工业镜头选型，是一个非常重要和关键的环节。

因为工业镜头选型是否合适与好坏直接影响着机器视觉成像质量。

下面POMEAS工程师将结合经过多年的实际案例，分享下工业镜头选型方法和计算公式，仅供大家参考。

方法/步骤首先，要确定工业相机的接口、靶面尺寸和分辨率大小。

打比方是2/3" 工业相机，C接口，5百万像素;那么我们可以先确定需要的工业镜头是C接口，最少支持2/3", 5百万像素以上，或者线对在160LP.其次，确定所要达到的视野范围(FOV)和工作距离(WD)，然后根据这两个要求和已知的靶面尺寸计算出工业镜头的焦距(f)。

其计算公式为：焦距f = WD × 靶面尺寸( H or V) / FOV( H or V)视场FOV ( H or V) = WD × 靶面尺寸( H or V) / 焦距f视场FOV( H or V) = 靶面尺寸( H or V) / 光学倍率工作距离WD = f(焦距)× 靶面尺寸/FOV( H or V)光学倍率= 靶面尺寸( H or V) / FOV( H or V)打比方视野是100*100mm, WD.是500mm; 那么我们先从工作距离确定工业镜头的焦距要在50mm以下(工业镜头的命名方式PMS-5018M, 前面字母表示POMEAS品牌，50表示焦距50mm, 18表示最大光圈值)，市场上工业镜头焦距一般是12mm, 16mm, 20mm, 25mm, 35mm, 50mm, 75mm。

再结合相机靶面的大小来确定哪个型号，工业镜头的焦距越小，视场角就越大，视野也就相应的更大。

如果靶面为2/3" 可以选择35mm焦距的工业镜头;靶面1/2" 则需要25mm焦距的工业镜头，或者更小....以此类推。

在工业镜头选型过程中，为了方便各位朋友计算工业镜头参数，现提供靶面尺寸表供参考。

1.1英寸——靶面尺寸为宽12mm*高12mm，对角线17mm1英寸——靶面尺寸为宽12.7mm*高9.6mm，对角线16mm2/3英寸——靶面尺寸为宽8.8mm*高6.6mm，对角线11mm1/1.8英寸——靶面尺寸为宽7.2mm*高5.4mm，对角线9mm1/2英寸——靶面尺寸为宽6.4mm*高4.8mm，对角线8mm1/3英寸——靶面尺寸为宽4.8mm*高3.6mm，对角线6mm1/4英寸——靶面尺寸为宽3.2mm*高2.4mm，对角线4mm以上是小编的简单介绍，如果您还想了解更多相关信息，可以拨打官方电话、登录官方网站留言、关注微信公众号或者留下您的联系方式也是可以的，小编看到会第一时间给您回复信息的。

工业相机与镜头选型方法(含实例)

工业相机与镜头选型方法（含实例）一、根据应用需求选型工业相机与镜头的选型首先要根据实际应用需求来确定。

应该明确拍摄的对象、需要的图像质量、成像速度等方面的要求。

例如，是否需要高分辨率的图像、是否需要高速连续拍摄、是否需要逆光环境下的高动态范围等等。

根据这些需求，可以确定所需要的传感器规格和镜头类型。

二、根据传感器规格选型传感器规格是工业相机选型的重要依据之一、传感器的大小直接影响到成像的角度、分辨率和噪声水平。

常见的传感器规格有1/2.3英寸、1/1.8英寸、2/3英寸、1英寸以及APS-C和全画幅等。

一般而言，传感器越大，成像角度越大，分辨率越高，噪声水平越低。

根据应用需求，选择合适的传感器规格。

实例一：如果应用需求是需要拍摄大范围场景，例如工业检测、机器视觉等，可以选择传感器规格较小的相机，例如1/2.3英寸传感器。

实例二：如果应用需求是需要高分辨率的图像，例如精细检测、高精度测量等，可以选择传感器规格较大的相机，例如APS-C或全画幅传感器。

三、根据镜头类型选型根据传感器规格确定之后，接下来要选择合适的镜头类型。

工业相机通常有固定焦距镜头、变焦镜头和特殊用途镜头等类型。

固定焦距镜头一般适合需要固定场景的拍摄，一般具有较高的分辨率和较低的畸变等特点。

变焦镜头适用于需要不同焦距的应用，具有变焦范围广、灵活性高的特点。

特殊用途镜头适用于特殊的应用场景，例如近距离测量、显微镜观察等。

实例三：如果应用场景需要拍摄不同物体的细节，例如高精度检测、PCB检测等，可以选择具有高分辨率和低畸变的固定焦距镜头。

实例四：如果应用场景需要拍摄不同距离的对象，例如检测机器人、机器视觉等，可以选择具有变焦范围广的变焦镜头。

四、根据镜头参数选型在确定镜头类型之后，还需要根据具体应用的需求选择合适的镜头参数，包括焦距、光圈和视场角等。

焦距是指镜头的焦距长度，影响到成像的角度和视场大小。

一般而言，焦距较短的镜头可以拍摄宽广的场景，焦距较长的镜头可以拍摄较小的视场。

ccd工业相机选型步骤【附图】

随着自动化的日益剧增，CCD相机、镜头倍率被提上日程，许多小伙伴们开始被客户问到这个问题，大部分无法很好的回答客户的问题，形成CCD相机、镜头倍率如神一般的存在。

相信很多小伙伴们都查阅了各大网站和资料，看起来算法很麻烦的样子。

可能是基于这个英寸转换问题和对自动化领域相对陌生的原因吧。

今天，测量攻城狮挤出一点时间和大家分享一下CCD相机、镜头倍率的算法，让大家都可以说出个一二。

认识CCD结构：CCD 相机+镜头CCD相机CCD芯片靶面尺寸单位是：mm如上图，假设靶面尺寸是1/4”型号，则靶面对角线是4mm，目镜镜头光学放大倍率是0.5X，显示器尺寸为14英寸。

则显示放大倍率=0.5*14*25.4/4=44.45X假设物镜放大到3X，那么放大倍率=44.45*3=133.35XCCD专业名词及型号选择：首先，要确定工业相机的接口、靶面尺寸和分辨率大小。

打比方是2/3" 工业相机，C接口，500万像素；那么我们可以先确定需要的工业镜头是C接口，最少支持2/3", 500万像素以上。

其次，确定所要达到的视野范围(FOV)和工作距离(WD)，然后根据这两个要求和已知的靶面尺寸计算出工业镜头的焦距(f)。

其计算公式为：焦距f ＝工作距离(WD) ×靶面尺寸( H or V) /视野范围FOV( H or V) 视野范围FOV ( H or V)＝工作距离(WD) ×靶面尺寸( H or V) / 焦距f 视野范围FOV( H or V)＝靶面尺寸( H or V) / 光学倍率工作距离WD = f(焦距)×靶面尺寸/视野范围FOV( H or V) 光学倍率＝靶面尺寸( H or V) /视野范围FOV( H or V) (H代表CCD 靶面水平宽度，V代表CCD靶面垂直高度)。

打比方视野是100*100mm, WD是500mm,先从工作距离确定工业镜头的焦距要在50mm以下,市场上工业镜头焦距一般是12mm, 16mm, 20mm, 25mm, 35mm, 50mm, 75mm。

工业视觉系统编程与调试教案-工业视觉镜头和软件

课程教案（首页）
主讲老师：审阅签名：年月日
教学过程
信息收集与分析
（已完成）信息收集：
学生查阅资料完成工作页的引导文问题：
1、什么是工业视觉的工作原理，工业视觉系统的产品群有哪些？
2、市场上机器视觉软件的种类？
3、如何选择光源？
4、工业相机的选型？
分析：
师生互动（头脑风暴）：你脑海里工业视觉是什么样的？
机器视觉系统具体可以分解成产品群：
传感检测系统：传感器以及与其配套使用的传感控制器等；
光源系统：光源以及其配套使用的光源控制器；
光学系统：光圈、镜头、及光学接口等；
采集系统：数码相机、CCD、CMOS、红外相机、超声探头等；
图像处理系统：图像采集卡、数据控制卡等；
图像测控系统：图像采集、图像处理、图像分析、自动控制等软件；
监控系统：监视器；
通讯/输入输出系统：通讯链路或输入输出设备；
执行机构：机械手及控制单元；
报警系统：警报设备及控制单元。

机器视觉的工作原理：机器视觉检测系统采用CCD照相机将被
检测的目标转换成图像信号，然后传送给专用的图像处理系统，根
据像素的分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号，图像处理
系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，如面积、数量、
位置、长度、再根据预设的允许度和其他条件的输出结果，包括尺
寸、角度、个数、合格/不合格、有/无等，实现自动识别功能。

1、利用多媒体课
件讲解
2、学生听讲、思
考
3、学生写出出名
机器人品牌，老师
示范
4、根据现场实训
工作站上的机器
视觉进行讲解
5、学生查询资料，
填写工作页的检
查题。

工业相机选型知识

工业相机选型知识1.1.1 机器视觉原理机器视觉是利用机器代替人眼进行测量和判断的技术。

机器视觉系统通过图像摄取装置（分为CMOS和CCD两种）将被摄取目标转换成图像信号，并传递给专用的图像处理系统。

该系统根据像素分布、亮度、颜色等信息将图像信号转换成数字化信号，并对这些信号进行各种运算以抽取目标的特征。

最终，根据判别的结果，控制现场设备的动作。

2.1.1 视觉系统组成部分视觉系统主要由以下部分组成：1.照明光源2.镜头3.工业摄像机4.图像采集/处理卡5.图像处理系统6.其它外部设备2.1.1.1 工业摄像机工业摄像机具有高的图像稳定性、高传输能力和高抗干扰能力等优点。

目前市面上的工业相机大多基于CCD或CMOS芯片。

CCD是目前机器视觉最为常用的图像传感器，它集光电转换及电荷存贮、电荷转移、信号读取于一体。

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/数字信号处理电路组成。

CMOS图像传感器的开发最早出现在20世纪70年代初，90年代初期，随着超大规模集成电路(VLSI)制造工艺技术的发展，CMOS图像传感器得到迅速发展。

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、模数转换电路、图像信号处理器及控制器集成在一块芯片上，还具有局部像素的编程随机访问的优点。

目前，CMOS图像传感器以其良好的集成性、低功耗、高速传输和宽动态范围等特点在高分辨率和高速场合得到了广泛的应用。

要根据应用需要来确定。

一般来说，分辨率越高，图像越清晰，但同时也会增加成本和处理时间。

因此，需要根据具体应用的需求来选择合适的分辨率。

3、根据应用场景来选择相机的输出信号方式。

如果需要进行高质量的图像处理算法，建议选择输出裸数据的工业相机。

如果只是进行一般的图像拍摄，数字相机就可以满足需求。

4、根据应用场景来选择相机的响应频率范围。

如果需要拍摄可见光范围外的图像，需要选择红外或紫外相机。

总之，选择合适的工业相机需要根据具体的应用需求来确定，需要考虑分辨率、输出信号方式、响应频率范围等因素。

工业相机技术答疑(机器视觉入门之摄像头篇)

深圳市科视创科技有限公司
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工业相机的问与答
品质的 CMOS 成像芯片，包括：Micron、 CMOSIS、Cypress 等。 3. 速度 CCD 采用逐个光敏输出，只能按照规定的程序输出，速度较慢。CMOS 有多个电荷-电压转换器和行列开关
帧图像进行处理一次，因此可以达到很高的帧率。 3.线阵相机可以不间断的连续采集和处理；线阵相机可以对直线运动的物体（直线导轨，滚筒上的纸张，织物，印刷品，传送带上的物体等）进行连
续采集。 4.线阵相机有更简单合理的构造。与面阵相机相比，线阵相机不会浪费分辨率采集到无用数据。
问：什么是智能工业相机？
问：工业相机都有哪些接口？ 11
答：接口是指相机与镜头之间的借口，常用的镜头的借口有 C 口，CS 口，F 口。问：工业相机是怎么分类的？
答： 1. 按照芯片结构分类：CCD 相机 & CMOS 相机
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2. 按照传感器结构分：面阵相机 & 线阵相机
3. 按照输出模式分类：模拟相机 & 数字相机
拍摄 2-3 幅图像。
4.工业相机输出的是裸数据，它的光谱范围也往往比较宽，比较适合进行高质量的图像处理算法，普遍应用
于机器视觉系统中。而普通相机拍摄的图片，它的光谱范围只适合人眼视觉，并且经过了 MPEG 压缩，图像质量
也较差
问：如何选择线阵相机？
答： 1.计算分辨率；幅宽除以最小检测精度得出每行需要的像素。
介于 0 和 25 之间的数字代表一定的亮度指标。10bit 数据就有 1024 个灰阶而 12bit 有 4096 个灰阶。每一个应用我们都要仔细考虑是否需要非常细腻的灰度等级。从 8bit 上升到 10bit 或者 12bit 的确可以增强测量的精度，但是也同时降低了系统的速度，并且提高了系统集成的难度（线缆增加，尺寸变大），因此我们也要慎重选择。

工业相机的选型规则

工业相机得选型规则工业相机就是机器视觉系统中得一个关键组件,其最本质得功能就就是将光信号转变成AFT-808小型高清工业相机为有序得电信号。

选择合适得相机也就是机器视觉系统设计中得重要环节,相机不仅就是直接决定所采集到得图像分辨率、图像质量等,同时也与整个系统得运行模式直接相关。

在机器视觉系统应用中,工业相机、工业镜头、图像采集卡、机器视觉光源、机器视觉系统平台软件,在选择过程中存在很多问题,那么今天就工业相机、工业CCD摄像头得选择,给大家介绍一些经验。

1、选择工业相机得信号类型工业相机从大得方面来分有模拟信号与数字信号两种类型。

模拟相机必须有图像采集卡,标准得模拟相机分辨率很低,一般为768*576,另外帧率也就是固定得,25帧每秒。

另外还有一些非标准得信号,多为进口产品,那么成本就就是比较高了,性价比很低。

所以这个要根据实际需求来选择。

另外模拟相机采集到得就是模拟信号,经数字采集卡转换为数字信号进行传输存储。

模拟信号可能会由于工厂内其她设备(比如电动机或高压电缆)得电磁干扰而造成失真。

随着噪声水平得提高,模拟相机得动态范围(原始信号与噪声之比)会降低。

动态范围决定了有多少信息能够被从相机传输给计算机。

工业数字相机采集到得就是数字信号,数字信号不受电噪声影响,因此,数字相机得动态范围更高,能够向计算机传输更精确得信号。

2、工业相机得分辨率需要多大。

根据系统得需求来选择相机分辨率得大小,下面以一个应用案例来分析。

应用案例:假设检测一个物体得表面划痕,要求拍摄得物体大小为10*8mm,要求得检测精度就是0、01mm。

首先假设我们要拍摄得视野范围在12*10mm,那么相机得最低分辨率应该选择在:(12/0、01)*(10/0、01)=1200*1000,约为120万像素得相机,也就就是说一个像素对应一个检测得缺陷得话,那么最低分辨率必须不少于120万像素,但市面上常见得就是130万像素得相机,因此一般而言就是选用130万像素得相机。

工业镜头及工业相机的选配技术

工业镜头及工业相机的选配技术今天普及一下工业相机及工业镜头（光学镜头）的选择，首先来说下光学镜头，光学镜头一般称为摄像镜头或摄影镜头，简称镜头，其功能就是光学成像。

镜头是机器视觉系统中的重要组件，对成像质量有着关键性的作用，它对成像质量的几个最主要指标都有影响，包括：分辨率、对比度、景深及各种像差。

镜头不仅种类繁多，而且质量差异也非常大，但一般用户在进行系统设计时往往对镜头的选择重视不够，导致不能得到理想的图像，甚至导致系统开发失败。

工业镜头相当于人眼的晶状体，如果没有晶状体，人眼看不到任何物体；如果没有镜头，那么摄像头所输出的图像；就是白茫茫的一片，没有清晰的图像输出，这与我们家用摄像机和照相机的原理是一致的。

当人眼的肌肉无法将晶状体拉伸至正常位置时，也就是人们常说的近视眼，眼前的景物就变得模糊不清；摄像头与镜头的配合也有类似现象，当图像变得不清楚时，可以调整摄像头的后焦点，改变CCD芯片与工业镜头基准面的距离(相当于调整人眼晶状体的位置)，可以将模糊的图像变得清晰。

由此可见，镜头在闭路监控系统中的作用是非常重要的。

工程设计人员和施工人员都要经常与镜头打交道：设计人员要根据物距、成像大小计算镜头焦距，施工人员经常进行现场调试，其中一部分就是把镜头调整到最佳状态。

那么认识了光学镜头，怎么来选配工业相机呢？工业相机一般安装在机器流水线上代替人眼来做测量和判断，通过数字图像摄取目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，进而根据判别的结果来控制现场的设备动作。

1、通常您首先需要知道系统精度要求和相机分辨率，可以通过公式：X方向系统精度(X方向像素值)=视野范围(X方向)/CCD芯片像素数量( X方向)Y方向系统精度(Y方向像素值)=视野范围(Y方向)/CCD 芯片像素数量( Y方向)2、当然理论像素值的得出，要由系统精度及亚像素方法综合考虑；接着您要知道系统速度要求与相机成像速度：系统单次运行速度=系统成像(包括传输)速度+系统检测速度虽然系统成像(包括传输)速度可以根据相机异步触发功能、快门速度等进行理论计算，最好的方法还是通过软件进行实际测试。

选择工业相机要考虑的四个方面

选择工业相机要考虑的四个方面第一方面：速度和曝光在选择一款工业数字相机时，物体成像的速度必须充分考虑好。

例如，假设在拍摄过程中，物体在曝光中没有移动，可用相对简单和便宜的工业相机;对于静止或缓慢移动的物体，面阵工业相机最适合于对静止或移动缓慢的物体成像。

因为整个面阵区域必须一次曝光，在曝光时间当中任何的移动会导致图像的模糊，但是，运动模糊可以通过减少曝光时间或使用闪光灯来控制;对于快速移动的物体，当对运动的物体使用一个面阵工业相机时，需要考虑在曝光时间当中处于工业相机当中的运动对象数量，还需要考虑物体上能用一个像素表征的最小特征，也就是对象分辨率，在采集运动物体的图像的拇指规则就是曝光必须发生在采集物体移动量小于一个像素的时间内。

如果你采集的物体是在以1厘米/秒的速度匀速移动，而且物体分辨率已经设置为1 pixel/mm，那么需要的最大曝光时间是1/10每秒。

因为物体移动一个距离恰好等于相机传感器中的一个像素，当使用最大曝光时间时这里会有一定数量的模糊。

在这种情况下，一般倾向于将曝光时间设置的比最大值要快，比如1/20每秒，就能保持物体在移动半个像素内成像。

如果同样的物体以1厘米/秒的速度移动，物体分辨率为1 pixel/微米，那么一秒中所需要的最大曝光是1/10000.曝光设置的对快取决于所采用的相机，还有你是否能够给物体足够的光来获得一幅好的图像。

第二方面：提高分辨率的优缺点虽然高分辨率工业相机有助于提高精确度，但是通过分析更清晰的，更精细的图像，就会降低了速度。

工业数字相机传输图像数据是由一系列代表像素值的数字组成的。

一个分辨率为200×100的相机具有20000个像素，因此，20000个数字值会被发送到采集系统。

如果工业相机工作在25MHz的数据速率下，它每40纳秒传送一个值。

这造成一幅整个图像需要大约0.0008秒，相当于1250帧/秒。

而当分辨率提高到640×480会有307200个像素，大约是上面的15倍。

工业机器视觉技术

工业机器视觉技术MACHINE VISION◆机器视觉算法概述◆机器视觉系统概述◆机器视觉系统组成◆机器视觉技术应用领域目录CONTENTS什么是机器视觉？机器视觉就是用机器代替人眼来做测量和判断。

机器视觉系统是通过机器视觉的产品将被摄取目标转化为图像信号，传送给专有的图像处理系统，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字信号；图像系统对这些信号进行运算来抽取目标的特征，进而根据判别的结果来控制现场的设备动作。

⏹提高生产柔性和自动化程度⏹可用于人工作业的危险工作环境或人工视觉难以满足要求的场合，常用机器视觉来代替人工视觉⏹大批量工业生产过程中，用人工视觉检测产品质量效率低且精度不高，用机器视觉检测方法可以大大提高生产效率和生产的自动化程度⏹机器视觉易于实现信息的集成，是实现计算机集成制造的基础技术机器视觉能够带来哪些效益？◆节省时间◆降低生产成本◆优化物流过程◆缩短机器停工期◆提高生产率和产品质量◆减轻测试及检测人员劳动强度◆减少不合格产品的数量◆提高机器利用率机器视觉的应用范围有无检测残次品检测瑕疵检测…检测PCB 加工定位圆心定位标签位置定位…定位ID 识别光学字符识别/校验颜色识别…识别长度测量角度测量半径测量…测量测量：确定一个产品（零件、对象、目标）的长度、角度、半径…检测：确定一个产品（零件、对象、目标）偏离于所给定的一组标准的过程。

定位：确定一个产品（零件、对象、目标）关键安装位置的过程。

识别：判定一个产品（零件、对象、目标）属于所给定范围中的哪一种的过程。

机器视觉产品检验应用机器视觉系统概述为展现机器视觉的魅力，捕获清晰、优质的图像是机器视觉发挥作用的前提！1.怎样效果的图像才算优质的图像呢？2.如何才能捕获清晰、优质的图像呢？获得完美图像的关键要素⏹反差最大化。

控制因素：灯源⏹恰当的照明与曝光。

控制因素：灯源、镜头⏹高系统精度。

控制因素：视野、相机分辨率。

⏹清晰成象。

控制因素：镜头、灯源⏹避免畸变。