2021第十七屆天津工博會圓滿結(jié)束！

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光虎視覺亮相Vision China 2021

2021年3月17日光虎視覺亮相Vision China 2021~

【視覺知識】液態(tài)鏡頭技術(shù)

液態(tài)鏡頭技術(shù)液態(tài)鏡頭是在工業(yè)領(lǐng)域迅速普及的一項新技術(shù)，在多種應(yīng)用中它們比傳統(tǒng)鏡頭具有許多優(yōu)勢。實際上，正是它們的多功能性和靈活性成為成功采用它們的主要動力。但是什么是液態(tài)鏡頭技術(shù)？它是如何工作的？它的作用是什么？液態(tài)鏡頭用于卓越的自動對焦對于數(shù)字圖片，精確控制焦點是獲得高質(zhì)量圖像的唯一方法。圖像的主體必須非常清晰，而背景的其余部分則更加模糊。自動對焦功能是拍攝優(yōu)質(zhì)照片的核心，而液態(tài)鏡頭為自動對焦帶來了全新的功能。液態(tài)鏡頭可用于多種應(yīng)用，例如：l 數(shù)碼攝影l(fā) 工業(yè)數(shù)據(jù)采集l 條形碼讀?。ㄒ痪S和二維）l 生物特征數(shù)據(jù)采集本質(zhì)上，液態(tài)鏡頭可用于物距變化很大，需要快速自動對焦的任何應(yīng)用。液態(tài)鏡頭如何工作？液態(tài)鏡頭采用電潤濕工藝來實現(xiàn)卓越的自動聚焦功能。透鏡本身是一個內(nèi)部裝有水和油的密封電池。電潤濕過程可將油滴快速準(zhǔn)確地塑造成有效的鏡片。該過程是連續(xù)的，可逆的，并且對于大小聚焦步驟都同樣快速。液態(tài)鏡頭改變其形狀的速度似乎很神奇，但實際上是非?？茖W(xué)的。如果將一滴液體放置在疏水表面（排斥液體的表面）上，則液體中的分子將結(jié)合在一起并形成珠子，因為它們被表面的疏水性所排斥。當(dāng)向該液體和疏水性阻擋層另一側(cè)的另一種導(dǎo)電材料（如鋁）施加電場時，液體會靜電吸附到鋁上。組成液體的分子在試圖到達鋁時會散開，導(dǎo)致水滴急劇改變形狀。此過程稱為電潤濕，它是液態(tài)鏡頭的重要基礎(chǔ)。施加的電場越強，液體對導(dǎo)電材料的吸引力就越大。這意味著水將盡其所能地越過障礙物傳播到更遠(yuǎn)的范圍，從而進一步擴散。通過改變用電量，可以迫使液體采取多種形狀。如果將這種液體用作透鏡，則其變成不同形狀時將具有不同的焦距，從而可以大大改變傳感器拍攝的圖像。為什么要使用液態(tài)鏡頭技術(shù)？液態(tài)鏡頭的主要優(yōu)點是其靈活性，可以同時用于多種不同的應(yīng)用。這在不同尺寸物體的大批量生產(chǎn)環(huán)境中尤其有用。例如，一家制藥公司可能對不同類型的膠囊、藥丸、凝膠片等使用機器視覺檢查。對于傳統(tǒng)的鏡頭，將需要設(shè)置多個圖像系統(tǒng)來檢查每種產(chǎn)品，或者一個圖像系統(tǒng)必須焦點深度不斷變化。使用液態(tài)鏡頭，一個圖像系統(tǒng)可以完成多個圖像系統(tǒng)的工作，可以在圖像系統(tǒng)中編程不同的物距，從而無需停止生產(chǎn)來更改焦深或設(shè)置多個不同的圖像系統(tǒng)。液態(tài)鏡頭技術(shù)在很大程度上得益于其提供的靈活性，在工業(yè)領(lǐng)域已迅速普及。液體透鏡非常適合廣泛的應(yīng)用，甚至可以提供比許多機械選件更高的圖像質(zhì)量?！緛碓矗汗饣⒁曈X內(nèi)部培訓(xùn)資料】

圖像畸變的產(chǎn)生及消除畸變的方法

圖像畸變的產(chǎn)生及消除畸變的方法什么是圖像畸變？畸變作為光學(xué)系統(tǒng)中經(jīng)常提到的一個參數(shù)，是限制光學(xué)量測準(zhǔn)確性的重要因素之一。它是光學(xué)系統(tǒng)對物體所成的像相對于物體本身而言的失真程度，只引起像的變形，對像的清晰度并無影響。對于理想光學(xué)系統(tǒng)，在一對共軛的物像平面上，放大率是常數(shù)。但是對于實際的光學(xué)系統(tǒng)，僅當(dāng)視場較小時具有這一性質(zhì)，而當(dāng)視場較大或很大時，像的放大率就要隨視場而異，這樣就會使像相對于物體失去相似性。這種使像變形的成像缺陷稱為畸變?；兌x為實際像高與理想像高差，而在實際應(yīng)用中經(jīng)常將其與理想像高之比的百分?jǐn)?shù)來表示畸變，稱為相對畸變，即常見的畸變類型桶形畸變：在桶形畸變中，圖像放大率隨與光軸的距離而減小，體現(xiàn)在圖像呈球體（或桶）周圍映射的效果。魚眼鏡頭具有半球形的視角，它利用這種變形來將無限寬的物平面映射到有限的圖像區(qū)域。在變焦鏡頭中，桶形畸變出現(xiàn)在鏡頭焦距范圍的中間，而在該范圍的廣角端最嚴(yán)重。枕形畸變：在枕形畸變中，圖像放大率隨距光軸距離的增加而增加?？梢姷男Ч?，未穿過圖像中心的線像枕形一樣向內(nèi)彎曲，朝向圖像中心。機器視覺中的圖像畸變圖像畸變帶來的影響光虎視覺認(rèn)為許多檢測應(yīng)用需要非常精確的測量，盡管通過亞像素插值的軟件算法可以提供非常精細(xì)的測量結(jié)果，但是如果創(chuàng)建的圖像有任何變形，它們也無法提供準(zhǔn)確或可重復(fù)的結(jié)果。所以，選擇合適的光學(xué)器件是測量系統(tǒng)能否成功的關(guān)鍵。幸運的是，運用一些光學(xué)原理，可以使用雙遠(yuǎn)心鏡頭，該類鏡頭可以克服物體位置的變化、物體上的高度差以及其他可能導(dǎo)致軟件處理不正確的圖像信息的問題。所以合理使用雙遠(yuǎn)心鏡頭可以很好的解決圖像的畸變問題。遠(yuǎn)心的重要性透視誤差，也稱為視差，是我們?nèi)粘ｓw驗的一部分。實際上，視差是使得大腦解釋3D世界的原因。距離我們較近的物體看起來相對較大，舉個簡單的例子：想象某人站在一組鐵軌，緊挨著它們的前面，兩根鐵軌相距不遠(yuǎn)，看似平行。當(dāng)朝地平線看去時，這些平行的軌道似乎會聚在一起。我們知道它們實際上并沒有在遠(yuǎn)處的某個地方聚集在一起，否則火車會飛離軌道，但是這種感知方式至關(guān)重要。在常規(guī)成像系統(tǒng)中也存在該現(xiàn)象，其中物體的感知尺寸（其放大率）隨著其距透鏡的距離而變化。雙遠(yuǎn)心鏡頭在光學(xué)上可以糾正這種情況，因此在鏡頭所定義的范圍內(nèi)，無論距離如何，物體都保持相同的感知大小。在鐵軌的示例中，雙遠(yuǎn)心鏡頭會使鐵軌看起來相距相同的距離，而不管它們是在鏡頭的前面還是在地平線上。雙遠(yuǎn)心鏡頭的優(yōu)勢光虎視覺認(rèn)為對于許多應(yīng)用，都需要雙遠(yuǎn)心，因為它在一定的工作距離范圍內(nèi)提供近乎恒定的放大倍率，實際上消除了視角誤差。這意味著對象移動不會影響圖像放大率。在具有雙遠(yuǎn)心的光學(xué)系統(tǒng)中，物體離近或遠(yuǎn)離鏡頭不會導(dǎo)致圖像變大或變小。此外，沿光軸方向具有深度范圍的對象不會出現(xiàn)傾斜。例如，圓柱的軸平行于光軸的圓柱物體在遠(yuǎn)心鏡頭的像平面中看起來是圓形的。在非遠(yuǎn)心鏡頭中，同一物體看起來頂部是橢圓形的，而不是圓形的，并且側(cè)面是可見的。值得一提的是，在具有雙遠(yuǎn)心的光學(xué)系統(tǒng)中，聚焦或故意散焦的圖像平面運動不會改變圖像大小。雙遠(yuǎn)心鏡頭的另一個優(yōu)點是，它可以提供極其均勻的圖像平面照明。雙遠(yuǎn)心鏡頭在大多數(shù)情況下可以提供當(dāng)今市場上最低的失真水平（畸變），這大大的提高了它們提供可靠的視覺系統(tǒng)的能力。隨著當(dāng)今機器視覺系統(tǒng)的需求不斷增長，選擇正確的光學(xué)組件比以往任何時候都更加重要。光學(xué)系統(tǒng)是調(diào)節(jié)圖像以進行分析的關(guān)鍵部分，因此不應(yīng)忽視。每當(dāng)需要進行關(guān)鍵測量時，都需要考慮使用雙遠(yuǎn)心鏡頭來產(chǎn)生能夠真正提供所需結(jié)果的系統(tǒng)?！緛碓矗汗饣⒁曈X內(nèi)部培訓(xùn)資料】

線陣相機和面陣相機的區(qū)別及應(yīng)用

隨著全球工業(yè)4.0概念的興起和智能制造的發(fā)展，機器視覺技術(shù)正快速應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域，工業(yè)視覺應(yīng)用逐步有帶領(lǐng)智能制造的勢頭。眾所周知，視覺應(yīng)用核心的硬件就是工業(yè)相機，而一般工業(yè)相機按照像元排列方式分為線陣相機和面陣相機，這兩者在功能和應(yīng)用上具體有什么區(qū)別呢，下面給大家做一個簡單的介紹。了解線陣相機與面陣相機的基本區(qū)別工業(yè)相機按照傳感器的結(jié)構(gòu)特性可分為面陣相機和線陣相機，面陣、線陣相機都有各自的優(yōu)點和缺點，在用途不同的情況下選擇合適的傳感器的結(jié)構(gòu)工業(yè)相機，至關(guān)重要。1、類型區(qū)分面陣相機：實現(xiàn)的是像素矩陣拍攝。相機拍攝圖像中，表現(xiàn)圖像細(xì)節(jié)不是由像素多少決定的，是由分辨率決定的。分辨率是由選擇的鏡頭焦距決定的，同一種相機，選用不同焦距的鏡頭，分辨率就不同。?像素的多少不決定圖像的分辨率（清晰度），那么大像素相機有何好處呢？答案只有一個：減少拍攝次數(shù)，提高測試速度。線陣相機：顧名思義是呈“線”狀的。雖然也是二維圖像，但長。幾K的長度，而寬度卻只有幾個象素的而已。一般上只在兩種情況下使用這種相機：一、被測視野為細(xì)長的帶狀，多用于滾筒上檢測的問題。 二、需要大的視野或高的精度。在第二種情況下（需要大的視野或高的精度），就需要用激發(fā)裝置多次激發(fā)相機，進行多次拍照，再將所拍下的多幅“條”形圖象，合并成一張巨大的圖。因此，用線陣型相機，用可以支持線陣型相機的采集卡。?線陣型相機價格貴，而且在大的視野或高的精度檢測情況下，其檢測速度也慢－－一般相機的圖象是?400K～1M，而合并后的圖象有幾個M這么大，速度自然就慢了。慢功出細(xì)活嘛。由于以上這兩個原因，線陣相機只用在特殊的情況下。?光虎視覺，主營面陣相機，工業(yè)相機，歡迎您聯(lián)系我們，公司網(wǎng)址：www.gggddd.com.cn

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像方遠(yuǎn)心、物方遠(yuǎn)心、雙遠(yuǎn)心鏡頭的區(qū)別

像方遠(yuǎn)心、物方遠(yuǎn)心、雙遠(yuǎn)心鏡頭的區(qū)別 工業(yè)鏡頭是機器視覺系統(tǒng)中十分重要的成像元件，系統(tǒng)若想完全發(fā)揮其作用，工業(yè)鏡頭必須能夠滿足要求才行。隨著機器視覺系統(tǒng)在精密測量領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，普通工業(yè)鏡頭難以滿足要求，而遠(yuǎn)心鏡頭應(yīng)運而生。 遠(yuǎn)心鏡頭主要為矯正傳統(tǒng)工業(yè)鏡頭視差而設(shè)計，它可以在一定的物距范圍內(nèi)，使得到的圖像放大倍率不變，從而彌補普通工業(yè)鏡頭“遠(yuǎn)大近小”的視覺效果，滿足精密測量的要求。遠(yuǎn)心鏡頭按設(shè)計原理可分為：像方遠(yuǎn)心光路、物方遠(yuǎn)心光路和雙側(cè)遠(yuǎn)心光路。 --------------光路原理 1）像方遠(yuǎn)心光路 像方遠(yuǎn)心光路的光路圖下圖。它是將孔徑光闌放置在物方焦平面上，像方主光線平行于光軸主光線的會聚中心位于像方無窮遠(yuǎn)。這種鏡頭的特點是放大倍率與像距無關(guān)，可以消除像方調(diào)焦不準(zhǔn)引入的測量誤差。 2）物方遠(yuǎn)心光路 物方遠(yuǎn)心光路的光路圖如下圖。它是將孔徑光闌放置在光學(xué)系統(tǒng)的像方焦平面上，物方主光線平行于光軸主光線的會聚中心位于物方無限遠(yuǎn)。這種鏡頭的特點是在合理的活動范圍內(nèi)，物體的放大倍率與物距無關(guān)。即使物距發(fā)生改變，像高也并不會發(fā)生改變，即測得的物體尺寸不會變化。根據(jù)這個原理設(shè)計出來的鏡頭成為物方遠(yuǎn)心鏡頭，簡稱遠(yuǎn)心鏡頭。 3）雙側(cè)遠(yuǎn)心光路 雙側(cè)遠(yuǎn)心光路就是我們常說的雙遠(yuǎn)心光路，光路圖如下圖。它綜合了像方遠(yuǎn)心和物方遠(yuǎn)心的雙重優(yōu)點，在景深范圍內(nèi)，物體離得遠(yuǎn)近或者相機離得遠(yuǎn)近，都不會影響到成像系統(tǒng)的放大倍數(shù)，即像不隨物距和相距的變化而變化。根據(jù)雙側(cè)遠(yuǎn)心光路設(shè)計出來的鏡頭成為雙遠(yuǎn)心鏡頭。 鏡頭原型 正所謂“弱水三千，只取一瓢飲”。在遠(yuǎn)心鏡頭選型過程中，需要我們根據(jù)實際情況，從百萬只鏡頭中，挑選出最適合我們的那一個。在了解了遠(yuǎn)心鏡頭的光路原理之后，讓我們來康康鏡頭參數(shù)的含義吧！（1）物方遠(yuǎn)心鏡頭 前面提到，物方遠(yuǎn)心鏡頭簡稱為遠(yuǎn)心鏡頭。遠(yuǎn)心鏡頭常用參數(shù)包括倍率、工作距離、物方分辨率、景深、數(shù)值孔徑NA等。在眾多參數(shù)中，可能會讓大家困惑的參數(shù)，應(yīng)該是數(shù)值孔徑NA了吧。 遠(yuǎn)心鏡頭中提到的數(shù)值孔徑NA指像方數(shù)值孔徑，數(shù)值孔徑NA值越大，鏡頭分辨率和亮度越佳。數(shù)值孔徑NA與物方分辨率的對應(yīng)關(guān)系為： 物方分辨率=，λ為測試光波長。一般遠(yuǎn)心鏡頭參數(shù)中，也會給出鏡頭可匹配的像元大小。如果參數(shù)中并沒有給出鏡頭的良配怎么辦呢？不慌，不慌，一個公式解決煩惱：匹配相機像元尺寸=物方分辨率*鏡頭倍率。 （2）雙遠(yuǎn)心鏡頭 雙遠(yuǎn)心鏡頭常用參數(shù)相對于遠(yuǎn)心鏡頭來說更容易理解。它包括倍率、物方分辨率、工作距離、景深、遠(yuǎn)心度等。在這些參數(shù)中，各參數(shù)的對應(yīng)關(guān)系與遠(yuǎn)心鏡頭的對應(yīng)關(guān)系相一致。需要特別解釋一下的，應(yīng)該只有遠(yuǎn)心度了。它是評價遠(yuǎn)心鏡頭和雙遠(yuǎn)心鏡頭好壞的重要參數(shù)之一。 遠(yuǎn)心度是指主光線偏離光軸的角度。角度越小，遠(yuǎn)心度越好，鏡頭的倍率誤差越小。在測量過程中的表現(xiàn)為：在景深范圍內(nèi)，保證不同工作距下，物體的放大率是一樣的。它是彌補普通工業(yè)鏡頭“遠(yuǎn)大近小”這一弊端的重要因素。 -------------雙遠(yuǎn)心鏡頭優(yōu)勢遠(yuǎn)心鏡頭和雙遠(yuǎn)心鏡頭常用于精密測量領(lǐng)域。在解釋完他們的光路原理和參數(shù)意義后，大家有沒有困惑，遠(yuǎn)心鏡頭和雙遠(yuǎn)心鏡頭在景深范圍內(nèi)，工作距離都不會影響成像倍率，且畸變值都很小。那在選型過程中，如何取舍呢？雙遠(yuǎn)心鏡頭當(dāng)然是靠實力取勝啦。 雙遠(yuǎn)心鏡頭相對于遠(yuǎn)心鏡頭景深更大。當(dāng)其他參數(shù)相同的情況下，雙遠(yuǎn)心鏡頭的工作范圍比遠(yuǎn)心鏡頭的工作范圍要大，可觀測的范圍更廣。當(dāng)我們需要觀測的物體高度差比較大時，可以優(yōu)先考慮雙遠(yuǎn)心鏡頭。 雙遠(yuǎn)心鏡頭相對于遠(yuǎn)心鏡頭遠(yuǎn)心度也更高。在精密測量的選型過程中，如果對觀測物體精度要求很高時，雙遠(yuǎn)心鏡頭會是一個更好的選擇。 >>光虎光電科技（天津）有限公司<< >>公司網(wǎng)址：www.gggddd.com.cn<<

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工業(yè)相機基本參數(shù)及選型

工業(yè)相機基本參數(shù)及選型工業(yè)相機是機器視覺系統(tǒng)中的一個關(guān)鍵組件，其基礎(chǔ)功能就是將光信號轉(zhuǎn)變成為有序的電信號。選擇合適的工業(yè)相機也是機器視覺系統(tǒng)設(shè)計中的重要環(huán)節(jié)，工業(yè)相機不僅直接決定所采集到的圖像分辨率、圖像質(zhì)量等，同時也與整個系統(tǒng)的運行模式直接相關(guān)。工業(yè)相機的性能優(yōu)勢 好的工業(yè)相機應(yīng)具有高精度、高清晰度、色彩還原好、低噪聲等特點，而且通過計算機可以編程控制曝光時間、亮度、增益等參數(shù)，另外圖像窗口無級縮放，帶有外觸發(fā)輸入，帶有閃光燈控制輸出等功能。國內(nèi)知名的工業(yè)相機生產(chǎn)銷售商維視數(shù)字圖像（Microvision），結(jié)合多年研發(fā)生產(chǎn)經(jīng)驗及客戶需求，特整理出選擇工業(yè)相機時的注意事項及必看參數(shù)，方便一般客戶做出合理選擇。工業(yè)相機的基本參數(shù)分辨率 相機每次采集圖像的像素點數(shù)，一般對應(yīng)于光電傳感器靶面排列的像元數(shù)，如1920*1080。 像素深度 每位像素數(shù)據(jù)的位數(shù)，常見的是8bit，10bit，12bit。分辨率和像素深度共同決定了圖像的大小。例如對于像素深度為8bit的500萬像素，則整張圖片應(yīng)該有500萬*8/1024/1024=37M（1024bit=1KB，1024KB=1M）。增加像素深度可以增強測量的精度，但同時也降低了系統(tǒng)的速度，并且提高了系統(tǒng)集成的難度（線纜增加，尺寸變大等）。 幀率/行頻 相機采集和傳輸圖像的速度，對于面陣相機一般為每秒采集的幀數(shù)（Frames/Sec），對于線陣相機為每秒采集的行數(shù)（HZ）。 曝光的方式和快門速度 工業(yè)線陣相機都是逐行曝光的方式，可以選擇固定行頻和外觸發(fā)同步的方式，曝光時間可以與行周期一致，也可以設(shè)定一個固定的時間；面陣相機有幀曝光、場曝光和滾動曝光幾種常見方式，工業(yè)數(shù)字相機一般都提供外觸發(fā)采圖的功能，快門速度一般可到10ms，高速相機還會更快。 像元尺寸 像元大小和像元數(shù)（分辨率）共同決定了相機靶面的大小。目前工業(yè)數(shù)字相機像元尺寸一般位3μm~10μm，一般像元尺寸越小，制造難度越大，圖像質(zhì)量也越不容易提高。 光虎視覺，主營面陣相機，工業(yè)相機，歡迎您聯(lián)系我們，公司網(wǎng)址：www.gggddd.com.cn

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