機(jī)器視覺：成像小物件

一位明智的鏡頭和相機(jī)的選擇將克服小的物體所構(gòu)成的挑戰(zhàn)。

機(jī)器視覺系統(tǒng)通常用于檢查應(yīng)用中的小物體需要識(shí)別，測(cè)量或檢查。這些系統(tǒng)可以解決訂單的幅度比人眼更細(xì)的細(xì)節(jié)，并可以提供定量分析，消除人為的解釋和錯(cuò)誤。一個(gè)精心設(shè)計(jì)的機(jī)器視覺系統(tǒng)也可以提高速度和精度，相比繁瑣的手工檢查。然而，一些問題出現(xiàn)時(shí)，設(shè)計(jì)機(jī)器視覺系統(tǒng)的小物件，由于硬件的限制，光學(xué)的權(quán)衡和空間的限制。這些問題需要被理解和解決，以最大限度地提高系統(tǒng)的吞吐量和精確度。

解釋與錯(cuò)誤。一個(gè)精心設(shè)計(jì)的機(jī)器視覺系統(tǒng)也可以提高速度和精度，相比繁瑣的手工檢查。然而，一些問題出現(xiàn)時(shí)，設(shè)計(jì)機(jī)器視覺系統(tǒng)的小物件，由于硬件的限制，光學(xué)的權(quán)衡和空間的限制。這些問題需要被理解和解決，以最大限度地提高系統(tǒng)的吞吐量和精確度。

 

空間限制

與成像小物件的一個(gè)問題是裝修生產(chǎn)或檢測(cè)區(qū)域內(nèi)的所有系統(tǒng)組件。相機(jī)鏡頭和照明設(shè)備都被容納的最大部分。

查看小物件很多鏡頭具有大光圈，收集的最大光量正在查看的小區(qū)域。此外，閃耀著大量的光線在該區(qū)域通常需要大量的光源。這個(gè)問題可以通過使用一個(gè)透鏡具有長(zhǎng)工作距離，因?yàn)殓R頭和相機(jī)可以安裝從對(duì)象更遠(yuǎn)，而不是在一個(gè)狹小的工作區(qū)被擁擠來解決。工作距離，然而，通常是成反比透鏡倍率，這帶來了來看第二個(gè)問題場(chǎng)。

 

視野

視野通常隨著透鏡和物體之間的距離減小而減小。因此，一個(gè)長(zhǎng)的工作距離通常意味著一個(gè)更大的視野，增加的可能性，小細(xì)節(jié)可能會(huì)錯(cuò)過。長(zhǎng)的工作距離，高倍率鏡頭，但是，產(chǎn)生小的視野，從長(zhǎng)的距離。這種類型的鏡頭也提高了分辨率，因?yàn)檩^小的視野結(jié)果在更高的分辨率上的對(duì)象。這發(fā)生，因?yàn)槊總€(gè)像素視圖一個(gè)較小的區(qū)域有更多的像素每面積。

增加像素?cái)?shù)每個(gè)區(qū)域有助于在許多方面。主要的好處是機(jī)器視覺軟件有更多的數(shù)據(jù)點(diǎn)來工作，提高了精度。而同樣的效果，可以使用更多的像素傳感器產(chǎn)生的，這種方法的過度使用光學(xué)系統(tǒng)由于每個(gè)像素都必須通過信息通過鏡頭的一小部分。高分辨率的傳感器需要更好的光學(xué)系統(tǒng)，并將高品質(zhì)的光學(xué)成像到一個(gè)大的鏡頭圖像的一個(gè)小區(qū)域變得非常昂貴。

避免使用一個(gè)大的，昂貴的傳感器的相機(jī)的一種方法是通過使許多感興趣的區(qū)域的圖像與一個(gè)較小的傳感器相機(jī)。較小的視野，然后可以結(jié)合在軟件中形成較大面積的復(fù)合圖像。其結(jié)果是一個(gè)類似的數(shù)據(jù)的圖像，但具有較低的開銷成本。雖然這種成本需要考慮的校準(zhǔn)誤差，軟件和處理時(shí)間，這種方法在許多檢查系統(tǒng)是一個(gè)更好的選擇。

 

景深

成像小目標(biāo)的另一個(gè)挑戰(zhàn)是一個(gè)小的深度領(lǐng)域。場(chǎng)的深度范圍從中心焦點(diǎn)下的鏡頭，其中的對(duì)象仍然是在尖銳的焦點(diǎn)。三因素決定景深：鏡頭的焦距和光圈的鏡頭，到物體的距離（?/ #）。大部分鏡頭，圖像小的物體會(huì)有一個(gè)長(zhǎng)焦距、工作距離短、大?/ # -很明顯的降低，景深比標(biāo)準(zhǔn)鏡頭組合。

停下來的光圈可以增加深度。然而，有多少景深的限制可增加前的孔徑太小，光衍射的光圈葉片造成更多的問題。這被稱為衍射極限，是一個(gè)不可避免的限制，不能避免與非常小的物體。

小目標(biāo)對(duì)成像設(shè)備提出了一些挑戰(zhàn)，包括短的工作距離，分辨率的限制和深度的字段。所有這些問題涉及到鏡頭和相機(jī)的選擇，因?yàn)橛布Q定每一個(gè)問題的嚴(yán)重性。這些問題可以很容易地解決與明智的鏡頭和相機(jī)的選擇，提供了最簡(jiǎn)單的配置中的最簡(jiǎn)單的配置，以產(chǎn)生最佳的圖像可能在預(yù)算內(nèi)。