实验一数字图像的获取 ()了解和掌摆视觉检测系统的组成原理，了解各个组成部分的作用和特性，掌摆一般视觉检 实测系统的组建与连接方法。 8 的（④）了解光源亮度与照明距离对成像质量的影响规律，掌提合理布置光源的一般原则： (⑤)了解镜头畸变对测量结果的影响规律，掌提视觉测量的桔度保障策略： 典型的视觉系统一般包括光源、镜头、成像器件、图像采集卡、计算机系统（包括图 像处理软件、监视器、通讯/输入输出单元等)。 1 光源 在对物体的检测中，光源起到了决定性的作用。常用的光源有肉素灯、荧光灯和LD 光源等，其主要性能比较可以参见下表： 表1常见光源性能对比 卤素灯 荧光灯 LD光源 种类 使用寿( 5000-7000小时 5000-7000小时 60000-100000小时 亮度 较亮 使用多个LD到达很京 响应速 快 发热大、几乎没有 发热少，扩散性发热少，波长可以根剂 特性 适合大面 用途逸择，制作形状 光亮度和色、温自 变化，便宜 均匀照明，较便便，运行成本低，耗电 宜 机器视觉系统稳定工作的必要条件是：在外部条件不断变化（外部光噪声，目标的侧 斜，材质和系统的变化等)的情况下，持续获得对比鲜明的图像。LD光源以其高亮度、高稳 定、高性价比满足了这一要求，而且，LD光源还具有体积小，功耗低，响应速度快，易集 成，寿命长和可自由选择颜色等特性，这使得它成为适用于广泛工程应用的理想解决方率」 此外还要注意光源的照明方式。 )背光照明：光源安放在被测物后面，与摄像机分 别位于被测物体的两侧。这种照明的图像对比度好，精度高，主要用于不透光目标的高精度边 缘检测。（②）反射照明：光源与摄像机在物体的同侧，主要用于测量表面特性参数，便于安 装。(3)同轴照明：光源与镜头共光轴，主要用于光泽表面参数测量。(4)结构光照明：光源 有特定的方向，光束有精确的形状，主要用于获取三维目标的形状参数。 2、镜头 在对物体进行检测时整个机器视觉与物体接触最紧密的就是镜头了，针对不可的检测 目标，选取的镜头也不同。在选用镜头时需要考虑下面的问题： C①成像面大小：它是入射光通过镜头后所成像的平面，这个面试一个圆形。一般使 用的C0D相机，其芯片大小有1/3,1/2,2/3及1英寸4种大小，在选用镜头时要考虑的就是 成像面大小是否与所使用的CCD相机相匹配： 实验一 数字图像的获取 实 验 目 的 (1) 了解和掌握视觉检测系统的组成原理，了解各个组成部分的作用和特性，掌握一般视觉检 测系统的组建与连接方法。 (2) 了解和掌握数字摄像机躲使用方法，掌握图像采集的技术要领与编程方法。 (3) 了解光圈大小对成像质量的影响规律，掌握调整合理光圈的方法； (4) 了解光源亮度与照明距离对成像质量的影响规律，掌握合理布置光源的一般原则； (5) 了解镜头畸变对测量结果的影响规律，掌握视觉测量的精度保障策略； 实 验 原 理 典型的视觉系统一般包括光源、镜头、成像器件、图像采集卡、计算机系统（包括图 像处理软件、监视器、通讯／输入输出单元等）。 1、 光源 在对物体的检测中，光源起到了决定性的作用。常用的光源有卤素灯、荧光灯和 LED 光源等，其主要性能比较可以参见下表： 表 1 常见光源性能对比 种类 卤素灯 荧光灯 LED 光源 使用寿命 5000-7000 小时 5000-7000 小时 60 000-100 000 小时 亮度 亮 较亮 使用多个 LED 到达很亮 响应速度 慢 慢 快 特性 发热大、几乎没有 光亮度和色、温的 变化，便宜 发热少，扩散性 好，适合大面积 均匀照明，较便 宜 发热少，波长可以根据 用途选择，制作形状方 便，运行成本低，耗电 少 机器视觉系统稳定工作的必要条件是：在外部条件不断变化（外部光噪声，目标的倾 斜，材质和系统的变化等）的情况下，持续获得对比鲜明的图像。LED 光源以其高亮度、高稳 定、高性价比满足了这一要求，而且，LED 光源还具有体积小，功耗低，响应速度快，易集 成，寿命长和可自由选择颜色等特性，这使得它成为适用于广泛工程应用的理想解决方案。 此外还要注意光源的照明方式。(1) 背光照明：光源安放在被测物后面，与摄像机分 别位于被测物体的两侧。这种照明的图像对比度好，精度高，主要用于不透光目标的高精度边 缘检测。(2) 反射照明：光源与摄像机在物体的同侧，主要用于测量表面特性参数，便于安 装。(3) 同轴照明：光源与镜头共光轴，主要用于光泽表面参数测量。(4) 结构光照明：光源 有特定的方向，光束有精确的形状，主要用于获取三维目标的形状参数。 2、镜头 在对物体进行检测时整个机器视觉与物体接触最紧密的就是镜头了，针对不同的检测 目标，选取的镜头也不同。在选用镜头时需要考虑下面的问题： CCD 成像面大小：它是入射光通过镜头后所成像的平面，这个面试一个圆形。一般使 用的 CCD 相机，其芯片大小有 1/3，1/2，2/3 及 1 英寸 4 种大小，在选用镜头时要考虑的就是 成像面大小是否与所使用的 CCD 相机相匹配；