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视觉系统光学性能的4项基本参数

文章出处:深圳市龙合自动化设备有限公司发表时间:2018/10/11 14:46:52【

视觉系统光学性能的4项最基本参数是视野、分辨率、工作距离和视野深度。

 

 视野

简单而言,视野就是摄像机需要检测的区域尺寸。很多从事机器视觉系统规格的工程师是从放大倍数的角度来思考的。然而,放大倍数是一种相对规格,依赖于图像传感器的尺寸和显示器件的尺寸。从视野或分辨率的角度来说,它没有真正意义。例如,一种具备50倍放大倍数的系统可能具有5.3mm的视野(假如该系统使用的是12.5mm

CCD和325mm显示器)或15.2 mm的视野(25mm CCD、275mm显示器)。

 

分辨率

分辨率是系统可以测到的受检验物体上的最小可分辨率特征尺寸。在多数情况下,视野越小,分辨率越好。在机器视觉中采用两种分辨率:灰度分辨率和空间分辨率。灰度值法是用图像多级亮度来表示分辨率的方法。灰度值分辨率规定多大的离散值时机器能分辨给定点的测量光强度,需要处理得光强度越小,灰度值分辨率就越高。但是,光学系统的分辨能力有限,所以灰度值分辨率超过256的系统将失去意义。灰度值越大,数字化图像与人观察的视图越接近。有关研究表明,人视力分辨到的灰度级在50-60之间,因而64灰度足以提供必要的观察信息。目前很多贴片机视觉系统都采用了256级灰度值,这类系统具有很强的区别目标特征的能力。空间分辨率规定覆盖原始影像的栅网的大小;栅网越细,即网点和像元数越高,尺寸测量就越精细。在网格尺寸相同时,具有1024×1024网格的系统比具有512×512网格的系统测量精度高。在一个光学测量系统中,灰度值分辨率和空间分辨率要相匹配。

工作距离

工作距离是指从镜头前部到受检验物体的距离。工作距离越长,保持小视野的难度和成本就越高。通常人们会出于需要而规定小视野,同时出于方便而规定相当长的工作距离。然后这种配置会极大地增加成本,往往会降低分辨率,并削弱光学的采光能力,从而不必要地降低了系统的总体成像性能。

 

视野深度(又称景深)

假如成像的物体是三维的,那么还必须考虑视野深度。镜头的视野深度是物体离最佳焦点较近或较远时,镜头保持所需分辨率的能力。大的视野深度能够简化各种安装限制,这是因为不需要进行精确的移动来使物体定位于镜头的额定工作距离。