运动控制及机器视觉开发知识点

1.自动化设备硬件组成架构

1)运动控制卡运动系统的组成

视觉系统,运动系统,IO控制

2)常见的运动部件有哪些，其作用是什么。

步进电机,伺服电机,直线电机,电磁阀

3)常见的感知部件有哪些，其作用是什么。

电磁阀,感应器

4)常见的输出部件有哪些，其作用是什么。

各种按钮

5)操作：手动配置固高运动控制卡(使用官方软件)。

6)操作：手动操作和配置相机(使用官方软件)。

2.视觉系统的硬件选型

1)视觉系统的硬件组成。

相机, 光源, 镜头

2)按照图像传感器类型，工业相机可以分为哪几类。

CCD

CMOS

3)CCD相机的CCD传感器的常见尺寸有哪些。

1(9.5*12.7)

2/3(6.6*8.8)

1/2(4.8*6.4)

1/3(3.6*4.8)

1/4(2.7*3.6)

4)CCD相机和CMOS相机的优缺点有哪些，对于运动物体拍照需要选择那种相机。

CCD指“电荷耦合器件”，是将光信号转换为电信号的一种图像传感器。

CCD根据结构不同，可分为线阵CCD，面阵CCD。面阵CCD又分为全帧型，帧转移型，行间转移型，TDI型。

CCD短时间内使用，成像比CMOS要细腻，宽容度更高。

CCD是通过一个或几个节点统一读出像素因此一致性CCD更好。

CCD读取速度慢

CCD技术更成熟，噪声少，成像质量更好。

CCD相机价格高，

CMOS指“互补金属氧化物半导体”，也是一种图像传感器。

CMOS更省电，长时间使用躁点也不会增多，制造成本低。

CMOS通过单个像素同时读取，因此一致性CCD更差。

CMOS读取速度更快。

CMOS技术一般，噪声多，成像质量一般。

CMOS相机价格便宜。

对于运动物体拍照需要选择线阵CCD

5)工业相机的增益和亮度有何关系。

感光度：为数码单反相机的参数之一，表示图像传感器或胶片对光的敏感程度，增加感光度，图像更亮，但画质变差。

增益：为工业相机参数之一，是调节感光度的一种方法。增益增加，图像更亮，但画质变差。

感光度和增益的区别为：

一：适用对象不同，感光度常用于数码单反相机，而增益用于工业相机；

二：提高感光度可通过多种方式获得，而提高增益恰是提高感光度的一种方式。

6)工业相机的帧率是什么。

相机采集传输图像的速率，对于面阵相机一般为每秒采集的帧数(Frames/Sec.)，对于线阵相机为每秒采集的行数(Hz)。

7)工业相机的曝光时间是什么。

拍摄一副照片所需要的时间，一般以毫秒为单位。

8)工业相机的焦距什么位置之间的距离。

成像光线在镜头内交点到影像传感器的距离称作焦距, 焦距小，视角大；焦距大，视角小。

9)镜头光圈的作用是什么。

由叶片组成的用于控制光通过量的装置

10)工业相机的景深是怎么确定的，弥散圆是什么。

景深: 摄景物中能产生较为清晰影像的最近点至最远点的距离

弥散圆:物点成像时，由于像差，其成像光束不能会聚于一点，而是在像平面上形成一个扩散的圆形投影，成为弥散圆。

11)光圈和景深有何关系。

光圈值越大，景深越小；光圈值越小、景深越大。

12)焦距和景深的关系。

焦距越长，景深越小；焦距越短，景深越大。

13)工作距离和景深的关系。

距离拍摄体越近时，景深越小；

14)数字图像的分辨率是什么，如何确定。

在成像平面上1毫米间距内能清晰分辨的黑白相间的线条对数，单位是“线对/毫米”（lp/mm，

line-pairs/mm）。

将待测镜头装在一个胶片照相机上。去拍摄黑白条纹图（分辨率图版），然后用高倍放大镜（镜头分辨率检测仪）检测底片上每毫米范围内能清晰分辨的线条对数，能分辨得越多则分辨率越高。

15)什么是FOV。

视场(视野范围) 指观测物体的可视范围，也就是充满相机采集芯片的物体部分。

16)什么是WD。

工作距离(指清晰成像时，从镜头前部到受检验物体的距离。)

17)数字图像的畸变有几种类型。

桶型畸变:边缘部分的放大率小于中心部分的畸变

枕型畸变:边缘部分的放大率大于中心部分的畸变

18)镜头的接口类型有哪些。

1,C Mount 螺口

2,CS Mount 螺口

3,F Mount 卡口

19)相机焦距计算公式。

焦距= 工作距离*(图像传感器垂直距离Or 图像传感器水平距离) / (视野的垂直距离OR 视野的水平距离) WD:物距

CV: 图像传感器水平距离

CH: 图像传感器垂直距离

FOV:视野

F:焦距

F = WD*(CV or CH)/FOV(V or H)

WD*(CV or CH) = FOV(V or H)*F

20)相机工作距离的计算公式。

WD = FOV(V or H)*F/(CV or CH)

21)相机视野的计算公式。

FOV = WD*(CV or CH)/F

22)远心镜头的特点有哪些。

一定的物距范围内，图像放大倍率不会随物距的变化而变化

远心镜头: 低失真、无视角误差，较适合工业上量测应用

远心镜头另有同轴镜头设计，提供不同工作距离,不同放大倍率供选择。

23)面阵相机和线阵相机有何区别。

线阵相机：呈“线”状的。虽然也是二维图像，但极长。几K的长度，而宽度却只有几个象素的而已。

面阵相机：实现的是像素矩阵拍摄