機(jī)器視覺應(yīng)用的攝像頭設(shè)計(jì)

高質(zhì)量透鏡與感應(yīng)器質(zhì)量同等重要。攝像頭是一種電子光學(xué)系統(tǒng)，需要光學(xué)元件和電子元件協(xié)作生成圖像。圖像模糊問(wèn)題通常是由透鏡選擇不當(dāng)造成的。最佳透鏡尺寸和形狀取決于焦距，不過(guò)對(duì)較小的對(duì)象距離來(lái)說(shuō)，一般使用C 座透鏡。如果攝像頭需要在高反射環(huán)境條件下工作，那么最好選用抗反射膜透鏡。整體攝像頭的視野覆蓋面取決于所需視野的區(qū)域、工作距離和透鏡。

透鏡設(shè)計(jì)／選擇的另一關(guān)鍵參數(shù)就是最終對(duì)象分辨率（單位為毫米或密耳，即千分之一英寸）。

如果攝像頭用于測(cè)量生產(chǎn)環(huán)境下的對(duì)象尺寸，需考慮以下幾個(gè)重要參數(shù)：

1 視野

2 感應(yīng)器分辨率（像素?cái)?shù)量）

3 圖像質(zhì)量

4 視覺工具精確度

例如，如果采用 IBIS5-1300 感應(yīng)器（130 萬(wàn)像素，分辨率為1280(h) X 1024 (v)），工具的精確度為十分之一像素，那么 5 英寸寬、4 英寸高的對(duì)象在6英寸 FOV 水平方向上精確度可達(dá)到 0.0004 英寸。

分辨率：根據(jù)視野和最終掃描對(duì)象的圖像粒度，一般使用 VGA 到百萬(wàn)像素陣列標(biāo)準(zhǔn)。

靈敏度：?jiǎn)紊虿噬捍蠖鄶?shù)檢查應(yīng)用可采用單色感應(yīng)器生成灰度級(jí)。典型的應(yīng)用包括條形碼閱讀器、指紋掃描儀、制造設(shè)備的尺寸測(cè)量等。

如果質(zhì)量和生產(chǎn)控制中需要掌握對(duì)象的色彩信息，則使用彩色感應(yīng)器，如辣椒或蘋果的分級(jí)和分類等。感應(yīng)器的24位彩色數(shù)據(jù)可捕獲 1740 萬(wàn)種不同的色彩。

感應(yīng)器的參數(shù)和選擇：

就機(jī)器視覺應(yīng)用而言，感應(yīng)器和攝像頭需要支持多種不同的分辨率和幀速率。如果感應(yīng)器支持可編程特性，那么就能針對(duì)各種機(jī)器視覺應(yīng)用增加更多通用攝像頭設(shè)計(jì)。通常支持的特性包括：

* 窗口和分辨率選擇

* 用戶可對(duì)高幀速率進(jìn)行編程

* 標(biāo)準(zhǔn)電氣 CMOS 接口

* 低感應(yīng)器暗漏電流

* 寬動(dòng)態(tài)范圍

必須在工業(yè)操作環(huán)境內(nèi)確?？煽啃院透袘?yīng)器性能。設(shè)備應(yīng)當(dāng)是工業(yè)級(jí)的，通常在 0 至 80 攝氏度之間操作。

應(yīng)用：

* 引導(dǎo)：采用機(jī)器人抓放技術(shù)的設(shè)備系統(tǒng)

* 檢查：紋理、表面、商標(biāo)、組裝

* 測(cè)量：產(chǎn)品部件的物理尺寸、組裝部件尺寸

* 識(shí)別：抓放設(shè)備、機(jī)器人技術(shù)、讀取字符、讀取代碼

賽普拉斯半導(dǎo)體為圖像感應(yīng)器提供了高幀速率和用戶可選的參數(shù)，同時(shí)能在工業(yè)溫度范圍內(nèi)正常工作，因此可理想地用于機(jī)器視覺攝像頭設(shè)計(jì)。就 IBIS 和 LUPA 系列感應(yīng)器而言，幀速率在每秒 30 F至 500 F之內(nèi)。