Hệ thống thị giác máy còn được gọi là hệ thống thị giác công nghiệp. Nguyên tắc của nó là: hình ảnh sản phẩm hoặc khu vực cảm biến, sau đó xử lý bằng phần mềm xử lý hình ảnh đặc biệt theo thông tin hình ảnh của nó. Theo kết quả xử lý, phần mềm có thể tự động xác định thông tin vị trí, kích thước và ngoại hình của sản phẩm&# 39 và đánh giá xem nó có đủ tiêu chuẩn hay không theo các tiêu chuẩn đặt trước của con người và xuất thông tin đánh giá của nó cho cơ quan điều hành .
Hệ thống kiểm tra thị giác máy sử dụng camera CCD để chuyển đổi mục tiêu được phát hiện thành tín hiệu hình ảnh, tín hiệu này được gửi đến hệ thống xử lý hình ảnh chuyên dụng. Theo sự phân bố pixel, độ sáng, màu sắc và các thông tin khác, nó được chuyển thành tín hiệu kỹ thuật số. Hệ thống xử lý hình ảnh thực hiện các hoạt động khác nhau trên các tín hiệu này. Để trích xuất các đặc điểm của mục tiêu, chẳng hạn như diện tích, số lượng, vị trí, chiều dài và xuất kết quả theo dung sai đặt trước và các điều kiện khác, bao gồm kích thước, góc, số, đạt / không đạt, có / không, v.v., nhận ra chức năng nhận dạng tự động.
Từ quan điểm chức năng, hệ thống thị giác máy chủ yếu có ba loại chức năng: một là chức năng định vị, có thể tự động xác định vị trí của đối tượng và sản phẩm quan tâm, và xuất ra thông tin vị trí thông qua một giao thức truyền thông nhất định. Chức năng này hầu hết được sử dụng để lắp ráp và sản xuất tự động, chẳng hạn như lắp ráp tự động, hàn tự động, đóng gói tự động, chiết rót tự động, phun tự động và nhiều thiết bị truyền động tự động (thao tác, súng hàn, vòi phun, v.v.); chức năng thứ hai là đo lường, có nghĩa là, ngoại hình của sản phẩm có thể được đo tự động, chẳng hạn như đo đường viền, khẩu độ, chiều cao, diện tích, v.v.; thứ ba là chức năng phát hiện khuyết tật, đây là chức năng được sử dụng nhiều nhất của hệ thống thị lực. Nó có thể phát hiện các thông tin liên quan trên bề mặt sản phẩm, chẳng hạn như: bao bì có chính xác không, bao bì có chính xác không, in ấn Có lỗi, trầy xước hoặc các hạt trên bề mặt, hư hỏng, vết dầu, bụi, các bộ phận nhựa có lỗ thủng, xấu phun mưa và sương mù, v.v.
So với các phương pháp thủ công hoặc cơ học truyền thống, hệ thống thị giác máy có một loạt các ưu điểm như tốc độ nhanh, độ chính xác cao, độ chính xác cao. Với sự phát triển của hiện đại hóa công nghiệp, thị giác máy đã được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực khác nhau nhằm mang đến cho các doanh nghiệp và người dùng chất lượng sản phẩm tốt hơn và các giải pháp hoàn hảo.
Giải thích chi tiết các thuật ngữ chuyên môn của ống kính công nghiệp thị giác máy
Trong hệ thống thị giác máy, ống kính tương đương với mắt người, và chức năng chính của nó là tập trung hình ảnh quang học của mục tiêu vào vùng cảm quang của cảm biến hình ảnh (máy ảnh). Tất cả thông tin hình ảnh được xử lý bởi hệ thống thị lực đều thu được thông qua ống kính, và chất lượng của ống kính ảnh hưởng trực tiếp đến hoạt động chung của hệ thống thị lực. Sau đây là giải thích chi tiết về các thuật ngữ chuyên môn liên quan của ống kính công nghiệp thị giác máy.
1. Sự biến dạng
Nó có thể được chia thành biến dạng pincushion và biến dạng thùng, như hình dưới đây:
2. TV bị méo:
Giá trị được tính theo phần trăm của chiều dài cạnh thực của hình dạng bị bóp méo và hình dạng lý tưởng.
3. Độ phóng đại quang học
4. thu phóng màn hình
Phương pháp tính toán:
Ví dụ: Máy ảnh CCD ống kính VS-MS1 ＋ 10x 1/2 ”, chụp ảnh trên màn hình 14”
Vật thể 0,1mm là hình ảnh 44,45mm trên màn hình
※ Đôi khi, tùy thuộc vào trạng thái quét của màn hình TV, phép tính đơn giản trên sẽ có một số thay đổi.
5. Độ phân giải
Nó cho thấy khoảng cách giữa 2 điểm có thể nhìn thấy 0,61x bước sóng đã sử dụng (λ) / NA=độ phân giải (μ)
Phương pháp tính toán trên về mặt lý thuyết có thể tính toán độ phân giải, nhưng không bao gồm sự biến dạng.
※ Bước sóng sử dụng là 550nm
6. giải pháp
Số vạch đen trắng có thể nhìn thấy ở giữa là 1mm. Đơn vị (lp) / mm.
7. MTF (Chức năng truyền điều chế)
Tần số không gian và độ tương phản được sử dụng để tái tạo các thay đổi bóng râm trên bề mặt của đối tượng trong quá trình chụp ảnh.
8. Khoảng cách làm việc
Khoảng cách từ ống kính đến vật
9.O / I (Object to Imager)
Khoảng cách giữa vật và ảnh là độ dài giữa vật và ảnh.
10. Vòng tròn hình ảnh
Kích thước hình ảnh φ, bạn cần nhập kích thước cảm biến máy ảnh.
11. Giá gắn máy ảnh
C-mount: 1" đường kính x 32 TPI: FB: 17.526mm
CS-mount: 1" đường kính x 32 TPI: FB: 12,526mm
Ngàm F: FB: 46,5mm
M72-Mount: Các nhà sản xuất FB khác nhau
12. Trường nhìn (FOV)
Trường nhìn đề cập đến phạm vi bên của đối tượng được nhìn thấy sau khi sử dụng máy ảnh
Chiều dài theo chiều dọc của vùng hiệu dụng của máy ảnh (V) / độ phóng đại quang học (M)=trường nhìn (V)
Chiều dài bên của vùng hiệu dụng của máy ảnh (H) / độ phóng đại quang học (M)=trường nhìn (H)
＊ Trường nhìn trên dữ liệu kỹ thuật đề cập đến giá trị được tính toán từ các giá trị chung của nguồn sáng và vùng hiệu dụng.
Chiều dài theo chiều dọc của vùng hiệu dụng của máy ảnh (V) hoặc (H)=kích thước của một pixel của máy ảnh × số pixel hiệu dụng (V) hoặc (H)
Tính toán.
13. Độ sâu của trường
Độ sâu trường đề cập đến khoảng cách của đối tượng sau khi chụp ảnh. Tương tự, phạm vi ở phía máy ảnh được gọi là độ sâu của tiêu điểm. Giá trị của độ sâu trường ảnh cụ thể hơi khác một chút.
14. Độ dài tiêu cự (f)
f (Tiêu cự) Khoảng cách từ điểm chính phía sau (H2) của hệ thống quang học đến mặt phẳng tiêu điểm.
15. FNO
Khi thấu kính từ vô cực, độ sáng thể hiện giá trị, giá trị càng nhỏ thì càng sáng. FNO=độ dài tiêu cự / khẩu độ tới hoặc khẩu độ hiệu dụng=f / D
16. Hiệu quả F
Độ sáng của thấu kính ở một khoảng cách giới hạn.
F = (độ phóng đại quang học 1 +) x F #
F=độ phóng đại quang học / 2NA hiệu quả
17. NA (Khẩu độ số)
NA ở phía đối tượng=sin uxn
NA' về mặt hình ảnh=sin u' xn'
Như hình dưới đây, góc tới u, chiết suất của mặt vật n, chiết suất của mặt tạo ảnh' n'
NA=NA' độ phóng đại x
18. Độ sáng cạnh
Độ rọi tương đối là tỷ lệ phần trăm của độ rọi trung tâm so với độ rọi ngoại vi.
19. Thấu kính viễn tâm
Một thấu kính trong đó tia chính song song với nguồn sáng của thấu kính. Có viễn tâm ở phía đối tượng, viễn tâm ở phía hình ảnh, và viễn tâm ở cả hai bên.
20. Trung tâm
Telecentricity đề cập đến sai số phóng đại của đối tượng. Sai số phóng đại càng nhỏ thì Telecentricity càng cao. Telecentricity có nhiều cách sử dụng khác nhau. Điều quan trọng là phải nắm được Telecentricity trước khi sử dụng ống kính. Tia chính của thấu kính viễn tâm song song với trục chính của thấu kính. Nếu viễn tâm không tốt thì tác dụng của kính viễn tâm không tốt; độ trung tâm có thể được xác nhận một cách đơn giản với hình sau.
21. Độ sâu trường ảnh (DOF)
Độ sâu trường có thể được tính bằng công thức sau:
Độ sâu trường ảnh=2 x COC cho phép x F / độ phóng đại quang học hiệu dụng²=giá trị lỗi cho phép / (NA x độ phóng đại quang học)
(Sử dụng COC cho phép 0,04mm)
22. Chảo thông gió và độ phân giải
Airy Disk đề cập đến thực tế là một vòng tròn đồng tâm thực sự được hình thành khi ánh sáng tập trung qua thấu kính mà không bị biến dạng. Vòng tròn đồng tâm này được gọi là Airy Disk. Bán kính r của Đĩa thoáng khí có thể được tính theo công thức sau. Giá trị này được gọi là độ phân giải. r=0,61λ / NA Bán kính của đĩa thoáng khí thay đổi theo bước sóng. Bước sóng càng dài, ánh sáng càng khó tập trung vào một điểm. Ví dụ: ống kính NA0.07 bước sóng 550nm r=0.61 * 0.55 / 0.07=4.8μ
23.MTF và độ phân giải
MTF (Chức năng truyền điều chế) đề cập đến sự thay đổi mật độ trên bề mặt của một đối tượng và mặt hình ảnh cũng được tái tạo. Cho biết hiệu suất hình ảnh của ống kính, mức độ tương phản của hình ảnh và đối tượng tái tạo. Để kiểm tra hiệu suất so sánh, kiểm tra khoảng trắng đen với tần số không gian cụ thể được sử dụng. Tần số không gian đề cập đến mức độ thay đổi mật độ ở khoảng cách 1 mm.
Như hình 1, sóng ma trận đen trắng, độ tương phản trắng đen là 100%. Sau khi vật thể này được thấu kính chụp ảnh, sự thay đổi độ tương phản của hình ảnh được định lượng. Về cơ bản, bất kể ống kính nào, sẽ có sự giảm độ tương phản. Độ tương phản cuối cùng giảm xuống 0%. Không thể phân biệt các màu sắc.
Hình 2 và 3 cho thấy sự thay đổi tần số không gian giữa mặt vật thể và mặt chụp ảnh. Trục hoành thể hiện tần số không gian và trục tung biểu thị độ sáng. Độ tương phản giữa mặt đối tượng và mặt ảnh được tính bằng A và B. MTF được tính từ tỷ lệ của A và B.
Mối quan hệ giữa độ phân giải và MTF: Độ phân giải đề cập đến khoảng thời gian giữa hai điểm được phân tách và nhận dạng. Nói chung, chất lượng của ống kính có thể được đánh giá từ giá trị của độ phân giải, nhưng MTF thực tế có mối quan hệ lớn với độ phân giải. Hình 4 cho thấy các đường cong MTF của hai thấu kính khác nhau. Ống kính a có độ phân giải thấp nhưng độ tương phản cao. Ống kính b có độ tương phản thấp nhưng độ phân giải cao.
Giới thiệu về giao diện thấu kính quang học
Ống kính quang học là một phần không thể thiếu trong hệ thống thị giác máy. Theo độ dài tiêu cự, nó có thể được chia thành ống kính tiêu cự ngắn, ống kính tiêu cự trung bình và ống kính tele; theo trường nhìn, nó có thể được chia thành ống kính góc rộng, tiêu chuẩn và ống kính tele; theo cấu trúc, nó có thể được chia thành khẩu độ cố định. Ống kính tiêu cự, ống kính tiêu cự cố định mống mắt bằng tay, ống kính tiêu cự cố định mống mắt tự động, ống kính thu phóng thủ công, ống kính thu phóng tự động, ống kính thu phóng điện mống mắt tự động, ống kính ba biến số (mống mắt, tiêu cự, tiêu cự có thể thay đổi), v.v. Theo loại giao diện, nó có thể được chia thành ống kính loại C, ống kính loại CS, ống kính loại U và ống kính đặc biệt.
1. Ống kính loại C
Tiêu cự mặt bích thấu kính loại C là khoảng cách giữa mặt bích lắp ghép và điểm hội tụ của ánh sáng song song thấu kính tới. Tiêu cự mặt bích là 17,526mm hoặc 0,690in. Khung lắp đặt có: đường kính 1 inch, 32 ren. Ống kính có thể được sử dụng trên cảm biến dòng có chiều dài từ 0,512in (13mm) trở xuống. Tuy nhiên, do sự biến dạng hình học và đặc điểm góc thị trường, cần phải xác định xem ống kính tiêu cự ngắn có phù hợp hay không. Ví dụ: ống kính có tiêu cự 12,6mm không nên sử dụng mảng tuyến tính dài hơn 6,5mm. Nếu kích thước tiêu cự mặt bích được sử dụng để xác định khoảng cách từ thấu kính đến mảng, nên tăng bộ điều hợp thấu kính khi độ phóng đại đối tượng nhỏ hơn 20 lần. Vòng điều hợp được thêm vào phía sau ống kính để tăng khoảng cách từ ống kính đến hình ảnh, giả sử rằng phạm vi lấy nét của hầu hết các ống kính là 5-10%. Khoảng cách mở rộng ống kính là độ dài tiêu cự / độ phóng đại phía đối tượng. Với vòng tiếp hợp 5mm, có thể kết nối ống kính ngàm C với máy ảnh ngàm CS.
2. Ống kính loại CS
Ống kính CS có thể được kết nối trực tiếp với máy ảnh bằng cổng CS, nhưng không thể sử dụng ống kính ngàm CS với máy ảnh ngàm C.
3. Thấu kính hình chữ U
Thấu kính loại U là thấu kính có độ dài tiêu cự thay đổi với tiêu cự mặt bích là 47,526mm hoặc 1,7913in và sườn lắp là M42 × 1. Được thiết kế chủ yếu cho các ứng dụng ảnh 35mm, nó có thể được sử dụng cho bất kỳ mảng nào có chiều dài dưới 1,25in (38,1mm).
Trong lĩnh vực xử lý hình ảnh kỹ thuật số, có một bộ gương tiêu chuẩn với hai thông số kỹ thuật giao diện (ngàm C và ngàm CS)
Đầu lắp ráp. Điều này dẫn đến bốn kết hợp, như thể hiện trong hình bên dưới. Một trong số đó không phù hợp: không thể sử dụng ống kính ngàm CS với máy ảnh ngàm C.
nếu bạn có bất kỳ nhu cầu nào, hãy nhấp vào liên kết sau:
