机器视觉检测的基础知识大全Word下载.docx

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一，相机就是CCD么？

通常，我们把所有相机都叫作CCD,CCD已经

成了相机的代名词。

正在使用被叫做CCD的很

可能就是CMOS。

其实CCD和CMOS都称为

感光元件，都是将光学图像转换为电子信号的半导体元件。

他们在检测光时都采用光电二极管，但是在信号的读取和制造方法上存在不同。

两者的区别如下：

CCD

CMOS

制琶技术

比鞅團难

tt楡容易

（可匚疑而疊同追詞半冷暉割适我去」

制置成本

Mr

谄梶电力

少

干扰

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^fefirech

对光的皴感度

不如CCD

二，像素。

所谓像素，是指图像的最小构成单位。

电脑中的图像，是通过像素（或者称为PIXEL）这一规则排列的点的集合进行表现的。

每一个点都拥有色调和阶调等色彩信息，由此就可以描绘出彩色的图像。

▼例如：

液晶显示器上会显示「分辨率：

1280X1024」等。

这表示横向的像

素数为1280，纵向的像素数为1024。

这样的显示器的像素总数即为1280X

1024=1,310,720。

由于像素数越多，则越可以表现出图像的细节，因此也可

以说「清晰度更高」

三，像素直径。

所谓像素直径，是指每个CCD元件的大小，通常使用ym作为单位。

严谨的说,这个大小中包含了受光元件与信号传送通路。

（二像素间距，即某个像素的中心

到邻近一个像素的中心的距离。

）。

也就是说，像素直径与像素间距的值是一样的。

如果像素直径较小，则图像将通过较小的像素进行描绘，因此可以获得更加精细的图像。

可以通过像素直径和有效像素数，求出CCD元件的受光部的大小。

假设某个CCD元件的条件如下所示：

-有效像素数…

768X484

-像素直径••8.4X9.8

则受光部的大小为

•横向768X8.4^m=6.4512mm

•纵向484X9.8ym=4.7432mm

四，CCD的大小。

▼CCD感光元件的大小，一般分为采用英寸单位表示和米用APS-C大小等规格表示这2种方式。

采用英寸表示时，该尺寸并不是拍摄的实际尺寸，而是相当于摄像管的对角长度。

例如，1/2英寸的CCD表示「拥有相当于1/2英寸的摄像管的拍摄范围」。

为什么如此计算呢，这是由于当初制造CCD的目的就是用来代替电视机录像机的摄像管的。

当时，由于想要继续使用镜头等

光学用品的需求比较强烈，由此就诞生了这种奇怪的规格。

主要的英寸规格的尺寸如下表所示。

五，快门速度。

表示CCD或CMOS感光元件中蓄积电荷的时间。

如果快门速度为1/250，则蓄积光的时间为1/250秒。

快门速度越快，则元件的受光量越少,相反如果快门速度越慢，则元件的受光量越多。

也可以说，快门速度将起到了调整光量的作用。

关于快门速度和受光量（正确来说应该称为蓄积的电荷量），存在以下的关系。

例如：

如果将快门速度基准定为1/1000秒,

则

•快门速度变为1/500秒，则受光量变为2倍。

•快门速度变为1/2000秒，则受光量变为1/2。

六，增益。

所谓增益，是指将图像信号进行电子增幅的过

程。

用于图像处理的CCD中，配备了可以通过在暗处拍摄时增幅信号，从而看上去变得明亮的功能。

另外，还配有根据拍摄对象的亮度自动进行调整的增益控制功能等。

▼例如在1/10000快门速度下拍摄，增加增益前后的对比如下

CCD即为覆盖视觉检测中99%应用

七，1D相机（线扫描相机）

▼前面所有我们提到的像素呈矩阵排列的

的面阵相机。

▼而线阵相机在长度方向目前最多有16K像素，但是宽度方向只有一个像素。

通过移动来获取图

线型相机

BOmm/2048pix

X安野像融

使用XG-HLQ2M（2048pix）

▼相比于平面相机，线扫相机主要优势体现在两个方面。

1，更高的分辨率。

2，成像质量更高。

（反光产品，柱状体产品）

面型相机

500万（2432pixx2050pl»

▼另外，对于布匹装的连续监测的产品，线扫描相机也非常方便

但是，相比于面阵相机，线扫描相机成本更高，安装架设难度更高。

同时，需要

配合编码器来配合触发拍照，需要有这方面的Know-how

▼最后，线扫描相机需要使用特殊的镜头和光源。

八，3D相机。

目前市面的3D相机根据成像原理不同，主要分为三种。

1，激光类（Laser）

2，多目类（BinocularVision）

3，光栅类（StripPattern）

1，激光类（Laser）。

▼主要是通过三角反射原理，激光发生器投出激光束照在物体表面，反射回来的

光线被CCD接受，然后建模成3D图像。

▼激光扫描成像。

2，双目类。

（BinocularVision）

双目立体视觉是指用两台性能相当、位置固定的

CCD摄像机，获取同一景物的两幅图像，通过两个摄像头所获取的二维图像，来计算出景物的三维信息。

在原理上比较类似人类的双目视觉。

组建一个完整的双目立体视觉系统一般需要经过摄像机标定，图像匹配，深度计算等步骤。

3，光栅类（StripPattern）。

▼目前基恩士有此类成熟的产品，XR系列。

其优点是无需移动机构，一次高精

度成像（请参考历史文章）。

▼拍摄效果图:

九，2.5D相机

▼（详细介绍请参考之前历史文章）通过控制光源从不同角度照明，得到图像凹凸信息产生的阴影图像，而最后合成计算得到3D信息的图像（注：

咼度“Z方向不能定量测量，所以叫2.5D）。

▼原图-->

合成图像