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选择工业镜头的窍门-威尼斯国际平台app

       不同工业镜头的成像质量有着有着千差万别, 就算是同一类型的工业镜头也是如此,这主要是由于材质、加工精度和镜片结构的不同等因素造成的,同时也导致不同档次的工业镜头镜头价格从几百元到几万元的巨大差异。比较著名的如四片三组式天塞镜头、六片四组式双高斯镜头。对于镜头设计及生产厂家,一般用光学传递函数OTF (Optical Transfer Function)来综合评价镜头成像质量,光学系统传递的是亮度沿空间分布的信息,光学系统在传递被摄景物信息时,被传递之各空间频率的正弦波信号,其调制度和位相在成实际像时的变化,均为空间频率的函数,此函数称为光学传递函数。OTF一般由调制传递函数MTF(Modulation Transfer Function)与位相传递函数PTF(Phase Transfer Function )两部分组成。


像差是影响图像质量的重要方面,常见的像差有如下六种:

       球差:由主轴上某一物点向光学系统发出的单色圆锥形光束,经该光学系列折射后,若原光束不同孔径角的各光线,不能交于主轴上的同一位置,以至在主轴上的理想像平面处,形成一弥散光斑(俗称模糊圈),则此光学系统的成像误差称为球差。

       慧差:由位于主轴外的某一轴外物点,向光学系统发出的单色圆锥形光束,经该光学系列折射后,若在理想像平面处不能结成清晰点,而是结成拖着明亮尾巴的慧星形光斑,则此光学系统的成像误差称为慧差。

       像散:由位于主轴外的某一轴外物点,向光学系统发出的斜射单色圆锥形光束,经该光学系列折射后,不能结成一个清晰像点,而只能结成一弥散光斑,则此光学系统的成像误差称为像散。

       场曲:垂直于主轴的平面物体经光学系统所结成的清晰影像,若不在一垂直于主轴的像平面内,而在一以主轴为对称的弯曲表面上,即最佳像面为一曲面,则此光学系统的成像误差称为场曲。当调焦至画面中央处的影像清晰时,画面四周的影像模糊;而当调焦至画面四周处的影像清晰时,画面中央处的影像又开始模糊。

       色差:由白色物体向光学系统发出一束白光,经光学系统折射后,各色光不能会聚于一点上,而形成一彩色像斑,称为色差。色差产生的原因是同一光学玻璃对不同波长的光线的折射率不同,短波光折射率大,长波光折射率小。

       畸变:被摄物平面内的主轴外直线,经光学系统成像后变为曲线,则此光学系统的成像误差称为畸变。畸变像差只影响影像的几何形状,而不影响影像的清晰度。这是畸变与球差、慧差、像散、场曲之间的根本区别。


威尼斯国际平台app在评价工业镜头质量时一般还会从分辨率、明锐度和景深等几个实用参数判断:
       1. 分辨率(Resolution):又称鉴别率、解像力,指镜头清晰分辨被摄景物纤维细节的能力,制约镜头分辨率的原因是光的衍射现象,即衍射光斑(爱里斑)。分辨率的单位是“线对/毫米“ (lp/mm)。
       2. 明锐度(Acutance):也称对比度,是指图像中最亮和最暗的部分的对比度。
       3. 景深(DOF):在景物空间中,位于调焦物平面前后一定距离内的景物,还能够结成相对清晰的影像。上述位于调焦物平面前后的能结成相对清晰影像的景物间之纵深距离,也就是能在实际像平面上获得相对清晰影像的景物空间深度范围,称为景深。

       4. 最大相对孔径与光圈系数:相对孔径,是指该镜头的入射光孔直径(用D表示)与焦距(用f表示)之比,即:相对孔径=D/ f 。相对孔径的倒数称为光圈系数(aperture scale),又称为f/制光圈系数或光孔号码。一般镜头的相对孔径是可以调节的,其最大相对孔径或光圈系数往往标示在镜头上,如1:1.2或f/1.2 。如果拍摄现场的光线较暗或曝光时间很短,则需要尽量选择最大相对孔径较大的镜头。


镜头各参数间的相互影响关系
       一个好的镜头,在分辨率、明锐度、景深等方面都有很好的体现,对各种像差的校正也比较好,但同时其价格也会几倍甚至上百倍的提高。如果威尼斯国际平台app掌握一些规律和经验,就可以使用同档次的镜头达到更好的效果。
       1. 焦距大小的影响情况
       焦距越小,景深越大;
       焦距越小,畸变越大;
       焦距越小,渐晕现象越严重,使像差边缘的照度降低;
       2. 光圈大小的影响情况
       光圈越大,图像亮度越高;
       光圈越大,景深越小;
       光圈越大,分辨率越高;
       3. 像场中央与边缘
       一般像场中心较边缘分辨率高
       一般像场中心较边缘光场照度高
       4. 光波长度的影响
“中国制造2025”带动国内机器视觉的发展

       在生物上,几乎具有视觉的生物都有两只眼睛,用于观察事物,而机器视觉就是用机器代替人眼来做测量和判断。机器视觉系统是指通过机器视觉产品(工业相机、工业镜头等)将被拍摄目标转换成图像信号,传送给专用的图像处理系统,再转变成数字化信号;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,进而根据判别的结果来控制现场的设备动作。


       在现代自动化生产过程中,人们将机器视觉系统广泛地用于装配定位、产品质量检测、产品识别、产品尺寸测量等方面,实现人工操作所不能达到的精确性、可靠性、自动化程度和高效率。机器视觉应用领域有半导体和电子制造行业、汽车、印刷包装、烟草、农业、医药和交通等领域。机器视觉是一次技术的革新,依赖于不断扩大的行业需求,成为逐渐崛起的新兴行业。中国的电子制造和代工厂商过去几年正在采购大量自动化设备取代人工,以应对中国愈演愈烈的缺工现象,以及提高工作效率和产量。


       在威尼斯国际平台app国,虽然机器视觉的起步比较晚,行业的集中度也不是很高,最开始主要是一些代理商代理一些国外的品牌。现在,随着威尼斯国际平台app国机器视觉行业的发展,很多的经销商开始推出自主品牌的产品,但是,在行业分布、渠道分销以及成熟的自动化产品等方面与国外有着明显的差异。国内机器视觉市场也远远没有饱和,还在不断的发展。  


       现在,国内的机器视觉市场主要有三类,一是国外的老品牌;二是国企;三是新兴的自主研发的民营企业。虽然从技术层面来看,威尼斯国际平台app国自主研发的机器视觉产品与国外还需一段时间的追赶,但在实际的应用中也积累了价格优势。  


       专家预测,随着全球制造中心像中国转移,中国市场逐渐成为国际厂商的关注焦点,中国机器视觉市场未来发展空间很大,随着“中国制造2025”(中国制造业未来10年将要通过努力实现中国制造向中国创造、中国速度向中国质量、中国产品向中国品牌三大转变,推动中国到2025年基本实现工业化,迈入制造强国行列)战略目标的提出,近几年,将成为机器视觉行业的爆发年,威尼斯国际平台app国机器视觉行业的市场规模将保持稳定快速增长。
机器视觉双目测量系统相关概况-威尼斯国际平台app

       机器视觉双目测量系统,能够对视场范围内的标靶进行自动识别定位,可在复杂的背景环境下实现系统的现场标定,操作方便快捷。该系统平台主要应用于空间物体三维空间位置、姿态、距离等三维测量领域。


       机器视觉双目测量系统平台提供的是实现空间物体双目三维测量所必须的摄像机标定、双目标定、立体匹配、双目测量等模块的算法动态库,而不是一个完整的双目测量系统,不能直接进行双目测量,需要在此基础上由系统开发人员针对具体的测量目标,添加目标特征点的检测算法,构成一个完整的双目测量系统,实现对特定目标进行测量。


双目测量平台的构成
       由于不同场景的应用,各个双目测量系统测量的目标是不相同的,不同目标的检测识别算法也是不尽相同的,无法做成一套对各个目标都适用的系统。而测量系统中的双目标定、立体匹配、双目测量等模块是基本相同的。


       如果把一个双目测量系统比喻成拿一把尺子去测量一个物体,要人为的给出物体的两个端点,才能实现物体长度的测量,而尺子不会自己去找这两个端点。而双目测量平台就相当于这把尺子,必须针对特定的目标进行特征点的检测,告诉它要测量的是哪个点,才能够实现测量。


       双目测量平台的主要算法功能包括以下几个方面:

       (1)标靶的自动检测识别定位能够在比较复杂的外界环境下实现标靶的自动检测识别及各特征点的定位,无需人工手动进行特征点的确定,实现系统的现场标定,提高工作效率。

       (2)单目标定 可实现单目摄像机内参数镜头畸变系数等参数的标定。

       (3)双目标定 同时实现双目测量系统总两相机的内参数、镜头畸变系数以及两相机的位置关系等参数的标定。

       (4)极线约束提供计算系统的基础矩阵、极线、左右图像中对应特征点的匹配等功能。

       (5)高精度双目测量提供高精度双目三维测量算法。





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