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机器视觉系统组成部分之镜头篇
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时间:2012-09-14 11:08:11

        上一篇,我们说到了光源在机器视觉系统中的重要性,了解了在机器代替人眼来进行检测或者测量的整个过程中,光源所起到的突出被摄物的作用。我们说机器视觉技术拥有一套完整的系统流程,没有光源肯定无法获取准确的图像,只有光源也一定实现不了机器视觉的最终效果,那么,除了光源外,机器视觉系统还有哪些组成部分呢?

        如果说光源是整个机器视觉系统最前端的部件,那么,镜头的作用就是实现了图像获取的第一道工序。其主要工作内容就是将被光源突出的被摄物的光学图像聚焦到相机中的图像传感器上,再经由传感器将光学信号转换成数字信号,最终由图像处理模块进行相应的检测或是测量。所以,光源决定了是否能够采集到清晰的图像,而镜头决定了相机能否获取这些清晰的图像。可以说,镜头的质量直接影响着机器视觉系统的整体性能。

        既然镜头对于机器视觉技术来说,如此的重要。那么,我们应该怎样才能选择好的镜头来匹配整个机器视觉系统呢?首先,镜头是需要与相机连接在一起的,因此判断一个镜头好与不好最基本的需要看与相机的接口是否相匹配,按照接口规格的不同,可以分为C和CS两种。其中,C接口的镜头可以与C接口相机与CS接口相机互用,而CS接口镜头则只可以应用在CS接口的相机上。同时,镜头所能成像的范围要足以覆盖相机传感器的尺寸,这样才能获得完整的图像。其次,镜头选择的基本要素就是焦距,不同的镜头有着不同的焦距范围,在选择时,要根据生产需求的工作距离和视野,以及相机所对应的CCD尺寸,最终就可了解实现生产过程所需要的焦距范围了。再其次,镜头光圈大小的选择也非常关键,光圈决定着图像的亮度,一般情况下,在拍摄高速运动物体或是其他曝光时间较短的应用时,选用大光圈镜头可以有效的提高图像亮度。最后,镜头大军中还存在特殊性的镜头,例如远心镜头,它就是为了纠正传统镜头会出现的视差而特殊设计的一种镜头,在对失真或是物距变化等方面有所要求时,选择这种特殊镜头是再好不过的了。

        通过上面的描述,我们可以发现镜头具有众多的参数,例如分辨率、焦距、景深等,而且它们之间还总是存在着一定的关系,例如焦距越小,景深越大,畸变越大;光圈越大,景深越小,分辨率越高等等。

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