工业机器人视觉系统组成及介绍模板PPT课件
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工业机器人组成及工作原理..课件
01
03
02 04
智能化发展 协同作业
工业机器人发展面临的挑战
技术瓶颈 数据安全 成本压力 人才短缺
工业机器人发展的未来方向
加强研发创新 拓展应用领域 提高可操作性和安全性
06
相关案例分享
CHAPTER
案例一：汽车制造行业中的工业机器人应用
总结词
高效、精准、可靠
详细描述
在汽车制造行业中，工业机器人的应用已经成为了不可或缺的一部分。它们主要负责组装、焊接、喷涂等工艺流 程，不仅提高了生产效率，还降低了人工成本。此外，工业机器人的精准度和可靠性也得到了保障，为汽车制造 行业的发展提供了强有力的支持。
课件
目 录
• 工业机器人概述 • 工业机器人组成 • 工业机器人工作原理 • 工业机器人技术参数及选型 • 工业机器人发展趋势与挑战 • 相关案例分享
contents
01
工业机器人概述
CHAPTER
工业机器人的定义 01 02
工业机器人的发展历程
01
02
03
第一代工业机器人
第二代工业机器人
第三代工业机器人
运动学模型可以用来描述工业机器人在空间中的位置和姿态，以及其各部件之间的 运动关系。
工业机器人的动力学原理
动力学是研究物体运动力学性 质的科学，它主要研究物体的 力、速度和加速度之间的关系。
工业机器人的动力学主要关注 其在运动过程中所受到的力， 以及这些力如何影响其运动。
动力学模型可以用来描述工业 机器人在运动过程中所受到的 力，以及这些力如何影响其运动。
工业机器人的感知与控制原理
感知是指对外部环境的感知和识 别，工业机器人通过各种传感器
来感知周围环境。
工业机器人的组成PPT课件
2019/9/22
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四、传感部分 2. 机器人-环境交互系统
• 机器人-环境交互系统实现工业机器人与外部环境中 的设备相互联系和协调的系统。
• 工业机器人与外部设备集成为一个功能单元, 如加工制造 单元、多台机器人、多台机床或设备、多个零件存储装 置等集成为一个去执行 复杂任务的功能单元。
2019/9/22
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用途
机器人的精确控制
检测的信息
位置、角度、速度、加速度、姿 态、方向等
内部传感器
所用传感器
微动开关、光电开关、差动变压 器、编码器、电位计、旋转变压 器、测速发电机、加速度计、陀 螺、倾角传感器、力（或力矩） 传感器
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用途
了解在工件、环境或机器人在环境中的状态、 对工件的灵活、有效的操作
• 伺服控制器控制各个关节的驱动器。
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四、传感部分 1. 感受系统
• 感受系统包括内部检测系统与外部检测系统两部分。
• 内部检测系统的作用就是通过各种检测器，检测执行机构的运动境况，根 据需要反馈给控制系统，与设定值进行比较后对执行机构进行调整以保证 其动作符合设计要求。
• 外部检测系统检测机器人所处环境、外部 物体状态或机器人与外部物体的关系。
工业机器人的组成
Hale Waihona Puke 主要内容• 系统组成 • 机械部分 • 控制部分 • 传感部分
2019/9/22
2
一、系统组成
• 工业机器人由国际标准化组织正式定义为“自动控制的可重复编程的多功 能机械手”。
• 根据系统结构特点，工业机器人由三大部分6个子系统组成。
工业机器人课件-工业机器人的基本组成
腕部：是连接手部和手臂的部件，用以调整手部 的姿态和方位。
手臂：是支承手腕和手部的部件，由动力关节和 连杆组成，用以承受工件或工具的负荷，改变工 件或工具的空间位置，并将它们送至预定的位置
腰部：连接臂和基座的部件，通常是回转部件， 腰部的回转运动再加上臀部的平面运动，既能使 胸部作空间运动。腰部是执行机构的关键部件， 它的创造误差、运动精度和平稳性，影响机器人 的定位精度。
其它手部:
工业机器人腕部结构
➢腕部影响手部的姿态（方位）
工业机器人臂部结构
➢臂部确定手部的位置
(2) 驱动系统。驱动系统是按照控制系统发来 的控制指令进行信息放大，驱动执行机构运 动的传动装置，相当于人的肌肉、筋络。常 用的有液压、气压、电气驱动形式。
电动驱动器类型和特点
电动驱动器的能源简单，速度变化范围大，效率高，转动惯性小，速度和 位置精度都很高，但它们多与减速装置相联，直接驱动比较困难。
交流伺服电机自带的编码器反馈信号给驱动器，驱动器根据 反馈值与目标值进行比较，调整转子转动的角度。伺服电机的精度 决定于编码器的精度（线数）。
交流伺服电机
驱动放大器
(3) 控制系统。控制系统是机器人的大脑和小脑，支配着机 器人按规定的程序运动，并记忆人们给予的指令信息(如动 作顺序、运动轨迹、运动速度等)，同时按其控制系统的信 息对执行机构发出执行指令。
是根据程序和反馈信息 控制机器人动作的中心。分 为开环系统和闭环系统。
(4) 感知系统
感知系统通过力、位置、触觉、视觉等传感器检测 机器人的运动位置和工作状态，并随时反馈给控制 系统，以便使执行机构以一定的精度达到设定的位 置。相当于人的感官和神经。
控制系统
内部传感器（位形检测）
手臂：是支承手腕和手部的部件，由动力关节和 连杆组成，用以承受工件或工具的负荷，改变工 件或工具的空间位置，并将它们送至预定的位置
腰部：连接臂和基座的部件，通常是回转部件， 腰部的回转运动再加上臀部的平面运动，既能使 胸部作空间运动。腰部是执行机构的关键部件， 它的创造误差、运动精度和平稳性，影响机器人 的定位精度。
其它手部:
工业机器人腕部结构
➢腕部影响手部的姿态（方位）
工业机器人臂部结构
➢臂部确定手部的位置
(2) 驱动系统。驱动系统是按照控制系统发来 的控制指令进行信息放大，驱动执行机构运 动的传动装置，相当于人的肌肉、筋络。常 用的有液压、气压、电气驱动形式。
电动驱动器类型和特点
电动驱动器的能源简单，速度变化范围大，效率高，转动惯性小，速度和 位置精度都很高，但它们多与减速装置相联，直接驱动比较困难。
交流伺服电机自带的编码器反馈信号给驱动器，驱动器根据 反馈值与目标值进行比较，调整转子转动的角度。伺服电机的精度 决定于编码器的精度（线数）。
交流伺服电机
驱动放大器
(3) 控制系统。控制系统是机器人的大脑和小脑，支配着机 器人按规定的程序运动，并记忆人们给予的指令信息(如动 作顺序、运动轨迹、运动速度等)，同时按其控制系统的信 息对执行机构发出执行指令。
是根据程序和反馈信息 控制机器人动作的中心。分 为开环系统和闭环系统。
(4) 感知系统
感知系统通过力、位置、触觉、视觉等传感器检测 机器人的运动位置和工作状态，并随时反馈给控制 系统，以便使执行机构以一定的精度达到设定的位 置。相当于人的感官和神经。
控制系统
内部传感器（位形检测）
《工业视觉基础知识》课件
PART 06
工业视觉未来展望
AI与机器学习在工业视觉中的应用
机器学习在工业视觉中主要用于图像识别和分 类，通过训练模型，能够自动识别产品缺陷、 表面瑕疵等，提高检测精度和效率。
深度学习在工业视觉中应用广泛，如目标检测 、图像分割等，能够处理复杂的图像数据，实 现高精度的检测和识别。
机器学习和深度学习在工业视觉中还有很大的 发展空间，未来将更加注重模型的泛化能力和 实时性，以满足不断增长的生产需求。
行业和企业的需求。
2023-2026
END
THANKS
感谢观看
KEEP VIEW
REPORTING
总结词
详细描述
算法原理
应用场景
模板匹配是一种常见的图像 处理算法，用于在图像中寻 找与给定模板相匹配的目标 。
模板匹配算法通过将给定模 板与图像中的目标进行比较 ，计算相似度，从而确定目 标的位置和大小。该算法广 泛应用于工业视觉检测中， 如表面缺陷检测、零件识别 等。
模板匹配算法基于像素级别 的比较，通过滑动窗口的方 式将模板与图像中的每个像 素进行比较，计算相似度得 分，找到最佳匹配位置。
应用场景
适用于需要获取物体三维结构信息的场景，如虚 拟现实、增强现实、机器人导航等。
PART 05
工业视觉应用案例
表面缺陷检测案例
总结词
通过机器视觉技术对产品表面进行检测，识别出缺陷和异常。
详细描述
表面缺陷检测是工业视觉应用的重要领域之一，通过机器视觉技术对产品表面 进行实时检测，识别出表面缺陷、污渍、划痕等异常情况，确保产品质量和生 产效率。
开放性
软件应具有良好的开放性，支持 与其他工业视觉系统组件的集成 和二次开发。
ABB工业机器人制造系统集成技术应用 课件 电子 第五章 视觉工作站的工业机器人系统集成
图1-23 形状搜索模型登录 1
2 、视 觉 检 测 流 程 搭
建
实例：在[ 形状搜索Ⅲ]进行轮毂旋转角度的捕捉
图1-24 形状搜索模型登录2
图1-9 处理项目 图1-25 形状搜索模型登录3
2 、视 觉 检 测 流 程 搭
建
实例：在[ 形状搜索Ⅲ]进行轮毂旋转角度的捕捉
图1-26 形状搜索基准设定
图1-3 系统设置
视觉系统IP设定
图1-4 通信模块设定
1 、视 觉 系 统 通 信 工 作 流 程
通信模块种类 串行（以太网） 无协议（UDP）
无协议（TCP）
通信模块种类
无协议（TCP Client） 无协议（UDP）（Fxxx系列方式）
内容 通过以太网进行无协议通信 通过UDP通信方式与外部装置进行通信时选择 通过TCP通信方式与外部装置进行通信时选择 通过TCP客户端通信方式与外部装置进行通信时选择
图图1--9处处理理项项目目 图1-19 设置测量参数
2 、视 觉 检 测 流 程 搭 建
实例：[二维码] 参数设置
图1-20 结果设定
图1-9 处理项目 图1-21 输出参数
2 、视 觉 检 测 流 程 搭
建
实例：在[ 形状搜索Ⅲ]进行轮毂旋转角度的捕捉
图1-22 主界面形状搜索
图1-9 处理项目
1 2
图1-29 处理项目
3
图1-30 输出参数格式设 置
2 、视 觉 检 测 流 程 搭 建
1 2
3
图1-31 串 行数据表达式 设定
1 2
3 4
6
5
图1-32 串行数据输出格式
知识回 顾
本小节我们了解了场景的常用设计流程，知道了轮毂的二维码、形状等 设置方法。
2 、视 觉 检 测 流 程 搭
建
实例：在[ 形状搜索Ⅲ]进行轮毂旋转角度的捕捉
图1-24 形状搜索模型登录2
图1-9 处理项目 图1-25 形状搜索模型登录3
2 、视 觉 检 测 流 程 搭
建
实例：在[ 形状搜索Ⅲ]进行轮毂旋转角度的捕捉
图1-26 形状搜索基准设定
图1-3 系统设置
视觉系统IP设定
图1-4 通信模块设定
1 、视 觉 系 统 通 信 工 作 流 程
通信模块种类 串行（以太网） 无协议（UDP）
无协议（TCP）
通信模块种类
无协议（TCP Client） 无协议（UDP）（Fxxx系列方式）
内容 通过以太网进行无协议通信 通过UDP通信方式与外部装置进行通信时选择 通过TCP通信方式与外部装置进行通信时选择 通过TCP客户端通信方式与外部装置进行通信时选择
图图1--9处处理理项项目目 图1-19 设置测量参数
2 、视 觉 检 测 流 程 搭 建
实例：[二维码] 参数设置
图1-20 结果设定
图1-9 处理项目 图1-21 输出参数
2 、视 觉 检 测 流 程 搭
建
实例：在[ 形状搜索Ⅲ]进行轮毂旋转角度的捕捉
图1-22 主界面形状搜索
图1-9 处理项目
1 2
图1-29 处理项目
3
图1-30 输出参数格式设 置
2 、视 觉 检 测 流 程 搭 建
1 2
3
图1-31 串 行数据表达式 设定
1 2
3 4
6
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图1-32 串行数据输出格式
知识回 顾
本小节我们了解了场景的常用设计流程，知道了轮毂的二维码、形状等 设置方法。
工业机器人视觉系统组成及介绍 PPT
（3）扫描方式 隔行扫描相机、逐行扫描相机
（4）分辨率大小 普通分辨率相机、高分辨率相机
（5）输出信号方式 模拟相机、信号速度 普通速度相机、高速相机
（8）响应频率范围 可见光（普通）相机、红外相机、紫外相机等
2. 像素深度（Pixel Depth）：即每像素数据的位数，一般常用的是8Bit，对于 数字相机机一般还会有10Bit、12Bit、14Bit等。
3. 最大帧率（Frame Rate）/行频（Line Rate）：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（Lines/Sec.）。
9.触发方式（对于同步非常重要！）：硬触发（控制高低电平来进行 快门曝光的控制），软触发（通过软件主动查询信号或仪器当前状态， 符合条件则控制系统采集信号，精度不如硬触发）。
CCD & CMOS靶面 越大，则对应的视 野角越大。
1.工业相机的性能稳定可靠易于安装，相机结构紧凑结实 不易损坏，连续工作时间长，可在较差的环境下使用，一 般的数码相机是做不到这些的。
3.电致发光光源。在电场作用下，使固体物质发光的光源。它将 电能直接转变为光能。包括场致发光光源和发光二极管两种。
1.镜面反射 2.漫反射 3.定向投射 4.漫投射 5.背反射 6.吸收
实际的物体要比 上述简单模型复杂得多。因此，为实物找一个合适的光源常常
需要大量的实验。
3.相机的主要参数 4.工业相机与普通相机的区别 5.工业相机选型的依据 （1）应用的不同 （2）分辨率的选择 （3）与镜头的匹配 （4）相机帧数选择 6.几种摄像机的参数实例
工业相机是机器视觉系统中的一个关键组件，其最本 质的功能就是将光信号转变成有序的电信号。
（4）分辨率大小 普通分辨率相机、高分辨率相机
（5）输出信号方式 模拟相机、信号速度 普通速度相机、高速相机
（8）响应频率范围 可见光（普通）相机、红外相机、紫外相机等
2. 像素深度（Pixel Depth）：即每像素数据的位数，一般常用的是8Bit，对于 数字相机机一般还会有10Bit、12Bit、14Bit等。
3. 最大帧率（Frame Rate）/行频（Line Rate）：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（Lines/Sec.）。
9.触发方式（对于同步非常重要！）：硬触发（控制高低电平来进行 快门曝光的控制），软触发（通过软件主动查询信号或仪器当前状态， 符合条件则控制系统采集信号，精度不如硬触发）。
CCD & CMOS靶面 越大，则对应的视 野角越大。
1.工业相机的性能稳定可靠易于安装，相机结构紧凑结实 不易损坏，连续工作时间长，可在较差的环境下使用，一 般的数码相机是做不到这些的。
3.电致发光光源。在电场作用下，使固体物质发光的光源。它将 电能直接转变为光能。包括场致发光光源和发光二极管两种。
1.镜面反射 2.漫反射 3.定向投射 4.漫投射 5.背反射 6.吸收
实际的物体要比 上述简单模型复杂得多。因此，为实物找一个合适的光源常常
需要大量的实验。
3.相机的主要参数 4.工业相机与普通相机的区别 5.工业相机选型的依据 （1）应用的不同 （2）分辨率的选择 （3）与镜头的匹配 （4）相机帧数选择 6.几种摄像机的参数实例
工业相机是机器视觉系统中的一个关键组件，其最本 质的功能就是将光信号转变成有序的电信号。
工业机器人PPT课件
该种型式的工业机器人，定位精度较高，空间轨迹 规划与求解相对较容易，计算机控制相对较简单。 它的不足是空间尺寸较大，运动的灵活性相对较差， 运动的速度相对较低。
CHENLI
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2021/3/7
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2021/3/7
2.圆柱坐标型
圆柱坐标型操作机，它有两个移动关节和一个转动 关节，末端操作器的安装轴线之位姿由(z，r，θ)坐标 予以表示。
CHENLI
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8
2021/3/7
2. 机器人手部的机构与结构系统
具有一个相对自由度的末端操作器
CHENLI
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2021/3/7
具有多个自由度的末端操作器
CHENLI
10
2021/3/7
四.工业机器人的分类与性能
1.直角坐标型
它有三个移动关节，可使末端操作器作三个方向的 独立位移。
该种型式的工业机器人，空间尺寸较小，工作范围 较大，末端操作器可获得较高的运动速度。它的缺 点是末端操作器离z轴愈远，其切向线位移的分辨精 度就愈低。
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2021/3/7
3.球坐标型
球坐标型操作机它有两个转动关节和一个移动关节， 末端操作器的安装轴线之位姿由(θ，φ， r)坐标予以 表示。该种型式的工业机器人，空间尺寸较小，工 作范围较大。
工业机器人的基本工作原理 工业机器人的基本工作原理：通过操作机上各运动 构件的运动，自动的实现手部作业的 动作功能及技 术要求。
CHENLI
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2021/3/7
三.工业机器人的组成及功能
工业机器人由三大部分五个子系统组成。三大部分 是机械部分、传感部分和控制部分执行机构、驱动 系统、传动系统、控制系统 及智能系统部分组成。
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2.圆柱坐标型
圆柱坐标型操作机，它有两个移动关节和一个转动 关节，末端操作器的安装轴线之位姿由(z，r，θ)坐标 予以表示。
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2. 机器人手部的机构与结构系统
具有一个相对自由度的末端操作器
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具有多个自由度的末端操作器
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四.工业机器人的分类与性能
1.直角坐标型
它有三个移动关节，可使末端操作器作三个方向的 独立位移。
该种型式的工业机器人，空间尺寸较小，工作范围 较大，末端操作器可获得较高的运动速度。它的缺 点是末端操作器离z轴愈远，其切向线位移的分辨精 度就愈低。
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3.球坐标型
球坐标型操作机它有两个转动关节和一个移动关节， 末端操作器的安装轴线之位姿由(θ，φ， r)坐标予以 表示。该种型式的工业机器人，空间尺寸较小，工 作范围较大。
工业机器人的基本工作原理 工业机器人的基本工作原理：通过操作机上各运动 构件的运动，自动的实现手部作业的 动作功能及技 术要求。
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三.工业机器人的组成及功能
工业机器人由三大部分五个子系统组成。三大部分 是机械部分、传感部分和控制部分执行机构、驱动 系统、传动系统、控制系统 及智能系统部分组成。
相关主题
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2.工业相机输出的是裸数据(raw data)，其光谱范围也往往 比较宽，比较适合进行高质量的图像处理算法，例如机器 视觉(Machine Vision)应用。而普通相机拍摄的图片，其光 谱范围只适合人眼视觉，并且经过了mjpeg压缩，图像质 量较差，不利于分析处理。
3.工业相机(Industrial Camera)相对普通相机(DSC)来说价 格较贵。
F接口镜头是尼康镜头的接口标准，所以又称尼康口，也是工业摄 像机中常用的类型，一般摄像机靶面大于1英寸时需用F口的镜头。
V接口镜头是著名的专业镜头品牌施奈德镜头所主要使用的标准， 一般也用于摄像机靶面较大或特殊用途的镜头。
9.触发方式（对于同步非常重要！）：硬触发（控制高低电平来进行 快门曝光的控制），软触发（通过软件主动查询信号或仪器当前状态， 符合条件则控制系统采集信号，精度不如硬触发）。
CCD & CMOS靶面大小
CCD & CMOS靶面 越大，则对应的视 野角越大。
4.工业相机与普通相机的区别
1.工业相机的性能稳定可靠易于安装，相机结构紧凑结实 不易损坏，连续工作时间长，可在较差的环境下使用，一 般的数码相机是做不到这些的。
镜头和摄像机之间的接口有许多不同的类型，工业摄像机常用的包 括C接口、CS接口、F接口、V接口、T2接口、徕卡接口、M42接 口、M50接口等。接口类型的不同和镜头性能及质量并无直接关系， 只是接口方式的不同，一般可以也找到各种常用接口之间的转接口。
C接口和CS接口是工业摄像机最常见的国际标准接口，为1英寸－ 32UN英制螺纹连接口，C型接口和CS型接口的螺纹连接是一样的， 区别在于C型接口的后截距为17.5mm，CS型接口的后截距为 12.5mm。所以CS型接口的摄像机可以和C口及CS口的镜头连接使 用，只是使用CS口镜头时需要加一个5mm的接圈；C型接口的摄像 机不能用CS口的镜头。
5. 像元尺寸（Pixel Size）：像元大小和像元数（分辨率）共同决定了 相机靶面的大小。数字相机像元尺寸为3μm~10μm，一般像元尺寸 越小，制造难度越大，图像质量也越不容易提高。
6.靶面尺寸：也就是图像传感器感光部分的大小。一般用英寸来表示， 和电视机一样，通常这个数据指的是这个图像传感器的对角线长度， 如常见的有1/3英寸，靶面越大，意味着通光量越好，而靶面越小则比 较容易获得更大的景深。比如1/2英寸可以有比较大的通光量，而1/4 英寸可以比较容易获得较大的景深。
7. 光谱响应特性（Spectral Range）：是指该像元传感器对不同光波的 敏感特性，一般响应范围是350nm－1000nm，一些相机在靶面前加 了一个滤镜，滤除红外光线，如果系统需要对红外感光时可去掉该滤 镜。
8.接口类型：数字相机有Camera Link接口，以太网接口，1394接口、 USB接口输出，目前最新的接口有CoaXPress接口。
2. 像素深度（Pixel Depth）：即每像素数据的位数，一般常用的是8Bit，对于 数字相机机一般还会有10Bit、12Bit、14Bit等。
3. 最大帧率（Frame Rate）/行频（Line Rate）：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（Lines/Sec.）。
工业机器人视觉系统组成 及介绍
By Brad Lucas 2016.4.9
视觉系统
0.机器视觉系统组成架构
模拟相机视觉系统
数字相机视觉系统
一.工业相机篇
1.相机的概念 2.相机的分类 （1）芯片类型 （2）传感器结构特性 （3）扫描方式 （4）分辨率大小 （5）输出信号方式 （6）输出色彩 （7）输出信号速度 （8）响应频率范围 （9）深度的计算方式
5.工业相机选型的依据
（1）应用的不同
用在视觉自动检查的方案或行业中一般用CCD工业相机 比较多。 CMOS工业相机由成本低，功耗低也应用越来 越广泛。
（2）分辨率的选择
首先考虑待观察或待测量物体的精度，根据精度选择分 辨率。
（3）与镜头的匹配
传感器芯片尺寸需要小于或等于镜头尺寸，C或CS安装座也要匹配 （或者增加转接口）。
3.相机的主要参数 4.工业相机与普通相机的区别 5.工业相机选型的依据 （1）应用的不同 （2）分辨率的选择 （3）与镜头的匹配 （4）相机帧数选择 6.几种摄像机的参数实例
1.相机的概念
工业相机是机器视觉系统中的一个关键组件，其最本 质的功能就是将光信号转变成有序的电信号。
（5）输出信号方式 模拟相机、数字相机
（6）输出色彩 单色相机、彩色相机
（7）输出信号速度 普通速度相机、高速相机
（8）响应频率范围 可见光（普通）相机、红外相机、紫外相机等
（9）深度的计算方式 单目RGB摄像机、双目摄像机、RGBD摄像机
3.相机的主要参数
1. 分辨率（Resolution）：相机每次采集图像的像素点数（Pixels），对于数字 相机一般是直接与光电传感器的像元数对应的，对于模拟相机机则是取决于视 频制式，PAL制为768*576，NTSC制为640*480，模拟相机已经逐步被数字 相机代替，且分辨率已经达到6576*4384。芯片类型 CCD相机、CMOS相机 (CCD图像传感器提供较好的
质量，而CMOS图像传感器按电池寿命和低成本来说 能提供更好的性能)
（2）传感器结构特性 线阵相机、面阵相机
（3）扫描方式 隔行扫描相机、逐行扫描相机
（4）分辨率大小 普通分辨率相机、高分辨率相机
4. 曝光方式（Exposure）和快门速度（Shutter）：对于线阵相机都是逐行曝 光的方式，可以选择固定行频和外触发同步的采集方式，曝光时间可以与行周 期一致，也可以设定一个固定的时间；面阵相机有帧曝光、场曝光和滚动行曝 光等几种常见方式，数字相机一般都提供外触发采图的功能。快门速度一般可 到10微秒，高速相机还可以更快。
3.工业相机(Industrial Camera)相对普通相机(DSC)来说价 格较贵。
F接口镜头是尼康镜头的接口标准，所以又称尼康口，也是工业摄 像机中常用的类型，一般摄像机靶面大于1英寸时需用F口的镜头。
V接口镜头是著名的专业镜头品牌施奈德镜头所主要使用的标准， 一般也用于摄像机靶面较大或特殊用途的镜头。
9.触发方式（对于同步非常重要！）：硬触发（控制高低电平来进行 快门曝光的控制），软触发（通过软件主动查询信号或仪器当前状态， 符合条件则控制系统采集信号，精度不如硬触发）。
CCD & CMOS靶面大小
CCD & CMOS靶面 越大，则对应的视 野角越大。
4.工业相机与普通相机的区别
1.工业相机的性能稳定可靠易于安装，相机结构紧凑结实 不易损坏，连续工作时间长，可在较差的环境下使用，一 般的数码相机是做不到这些的。
镜头和摄像机之间的接口有许多不同的类型，工业摄像机常用的包 括C接口、CS接口、F接口、V接口、T2接口、徕卡接口、M42接 口、M50接口等。接口类型的不同和镜头性能及质量并无直接关系， 只是接口方式的不同，一般可以也找到各种常用接口之间的转接口。
C接口和CS接口是工业摄像机最常见的国际标准接口，为1英寸－ 32UN英制螺纹连接口，C型接口和CS型接口的螺纹连接是一样的， 区别在于C型接口的后截距为17.5mm，CS型接口的后截距为 12.5mm。所以CS型接口的摄像机可以和C口及CS口的镜头连接使 用，只是使用CS口镜头时需要加一个5mm的接圈；C型接口的摄像 机不能用CS口的镜头。
5. 像元尺寸（Pixel Size）：像元大小和像元数（分辨率）共同决定了 相机靶面的大小。数字相机像元尺寸为3μm~10μm，一般像元尺寸 越小，制造难度越大，图像质量也越不容易提高。
6.靶面尺寸：也就是图像传感器感光部分的大小。一般用英寸来表示， 和电视机一样，通常这个数据指的是这个图像传感器的对角线长度， 如常见的有1/3英寸，靶面越大，意味着通光量越好，而靶面越小则比 较容易获得更大的景深。比如1/2英寸可以有比较大的通光量，而1/4 英寸可以比较容易获得较大的景深。
7. 光谱响应特性（Spectral Range）：是指该像元传感器对不同光波的 敏感特性，一般响应范围是350nm－1000nm，一些相机在靶面前加 了一个滤镜，滤除红外光线，如果系统需要对红外感光时可去掉该滤 镜。
8.接口类型：数字相机有Camera Link接口，以太网接口，1394接口、 USB接口输出，目前最新的接口有CoaXPress接口。
2. 像素深度（Pixel Depth）：即每像素数据的位数，一般常用的是8Bit，对于 数字相机机一般还会有10Bit、12Bit、14Bit等。
3. 最大帧率（Frame Rate）/行频（Line Rate）：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（Lines/Sec.）。
工业机器人视觉系统组成 及介绍
By Brad Lucas 2016.4.9
视觉系统
0.机器视觉系统组成架构
模拟相机视觉系统
数字相机视觉系统
一.工业相机篇
1.相机的概念 2.相机的分类 （1）芯片类型 （2）传感器结构特性 （3）扫描方式 （4）分辨率大小 （5）输出信号方式 （6）输出色彩 （7）输出信号速度 （8）响应频率范围 （9）深度的计算方式
5.工业相机选型的依据
（1）应用的不同
用在视觉自动检查的方案或行业中一般用CCD工业相机 比较多。 CMOS工业相机由成本低，功耗低也应用越来 越广泛。
（2）分辨率的选择
首先考虑待观察或待测量物体的精度，根据精度选择分 辨率。
（3）与镜头的匹配
传感器芯片尺寸需要小于或等于镜头尺寸，C或CS安装座也要匹配 （或者增加转接口）。
3.相机的主要参数 4.工业相机与普通相机的区别 5.工业相机选型的依据 （1）应用的不同 （2）分辨率的选择 （3）与镜头的匹配 （4）相机帧数选择 6.几种摄像机的参数实例
1.相机的概念
工业相机是机器视觉系统中的一个关键组件，其最本 质的功能就是将光信号转变成有序的电信号。
（5）输出信号方式 模拟相机、数字相机
（6）输出色彩 单色相机、彩色相机
（7）输出信号速度 普通速度相机、高速相机
（8）响应频率范围 可见光（普通）相机、红外相机、紫外相机等
（9）深度的计算方式 单目RGB摄像机、双目摄像机、RGBD摄像机
3.相机的主要参数
1. 分辨率（Resolution）：相机每次采集图像的像素点数（Pixels），对于数字 相机一般是直接与光电传感器的像元数对应的，对于模拟相机机则是取决于视 频制式，PAL制为768*576，NTSC制为640*480，模拟相机已经逐步被数字 相机代替，且分辨率已经达到6576*4384。芯片类型 CCD相机、CMOS相机 (CCD图像传感器提供较好的
质量，而CMOS图像传感器按电池寿命和低成本来说 能提供更好的性能)
（2）传感器结构特性 线阵相机、面阵相机
（3）扫描方式 隔行扫描相机、逐行扫描相机
（4）分辨率大小 普通分辨率相机、高分辨率相机
4. 曝光方式（Exposure）和快门速度（Shutter）：对于线阵相机都是逐行曝 光的方式，可以选择固定行频和外触发同步的采集方式，曝光时间可以与行周 期一致，也可以设定一个固定的时间；面阵相机有帧曝光、场曝光和滚动行曝 光等几种常见方式，数字相机一般都提供外触发采图的功能。快门速度一般可 到10微秒，高速相机还可以更快。