1.灰度值:每个像素的光强大小表示,这个数值叫灰度值(亮度值 像素值 强度值) 数值越大光能量越大
2.位深度:每个像素的灰度值所占的位数(8位、24位) 黑白图像(灰度图像 一般8位) 彩色图像(24位一般)
3.彩色图像:RGB三分量(Red 红 Green 绿 Blue 蓝) 如果是24 位数则是:0--2的24次方-1 如果是8位 0到2的8次方减1(0--255)
4.通道数:每个像素灰度值所占的字节数 (单通道 多通道)
5.像素:组成图像的基本元素 宽*高
计算机处理的是数字图像
在Halcon中图像坐标系的原点在左上角(行,列)
光经过镜头发生了:采样 量化
读入图像 显示图像 保存图像
read_image:读入图像 数据由硬盘走向内存
dev_display:显示图像 数据由内存走向显卡
write_image:保存图像(写入图像)数据由内存走向硬盘
6.飞拍防止拖影(运动模糊)条件:
1. 曝光时间*速度小于等于一个精度 或者 曝光时间*速度*放大倍率小于等于一个像元大小
2. 全局曝光(避免卷帘曝光)
同步采集(容易丢帧 但是都是实时图)
异步采集(不容易丢帧 但是容易采集到之前的图))
7.畸变
径向畸变(装配引起) 切向畸变(桶形畸变(小于0),枕形畸变(大于0)
畸变矫正:1.光学设计 采用小畸变镜头、远心镜头
2.算法矫正
算法矫正流程:
1.先求相机初始内参
2.求理想内参 模式 相机内参 畸变系数 输出理想内参
change_radial_distortion_cam_par ('adaptive', CameraParam, 0, CamParamOut)
3.矫正图像
求map映射: 输出map映射 相机初始内参 理想内参 插值算法
gen_radial_distortion_map (Map, CameraParam, CamParamOut, 'bilinear')
map映射矫正: 输入图像 map映射 输出矫正后的图像
map_image (Image, Map, ImageMapped)
4.重新求内外参(用矫正后的图像)
5.采集测量,进行矫正用新的内外参进行测量
一、光学,相机,镜头的一些基础
做项目流程:
1)需求分析-功能 性能 2)方案评估--算法 硬件方案(相机选型 镜头选型 光源选型-搭建) 软件方案
3)整体逻辑框架设计(硬件设计 软件设计-技术框架(分层设计)) 4)详细设计-模块设计
5)编码 6)调试测试 7)交付验收 8)打包维护升级
1)镜头-成像系统(光学设计+工艺+装配)
1]参数以及原理---FA(Factory Automan-工业自动化头)头 CCTV(Closed Circuit Television- 闭路监控电视头)头
1.焦距 (无穷远成像 焦平面和像平面重合)
定义-光心到焦点沿着光轴方向的距离成为焦距
焦距越大---视野越小 放大倍率大 畸变小 焦距越小--视野越大 放大倍率小 畸变大
2 光圈--控制通光量大小
3 光圈数-F数
光圈数=焦距f/通光孔径D=f/D
相对孔径=D/f -----------相对孔径越大 镜头分辨率越高
4 分辨率
镜头分辨率大于等于相机的分辨率
每毫米能分辨的线对数--镜头分辨率
5 景深
定义:物体成清晰像的情况下在物空间沿着光轴移动的距离称为景深
焦距越小 景深越大 焦距越大 景深越小
光圈越大 景深越小 光圈越小 景深越大
拍摄工作距离越大 景深越大 拍摄距离越小 景深越小
焦深
6 靶面尺寸
镜头的靶面尺寸大于等于相机 否则产生四个黑角
7 机械接口
C CS F
C接口镜头对接C接口相机 CS接口的镜头对接CS接口的相机
C接口的镜头也可以对接CS接口的相机(加接圈) 但是 CS接口的镜头不能对接C接口的相机
8 后截距
镜头最后一个面到传感器中心沿着光轴的距离
9 放大倍率
放大倍率=像高/物高=传感器尺寸/视野大小 X1.5
10 像差-----清晰度 形状(畸变)
球差 彗差 像散 场曲 色差
畸变
评价成像质量--MTF曲线(光学传递函数)
2】镜头的选型
依据:相似三角形
视野(FOV)/传感器尺寸(Y)=工作距离(WD)/焦距(f)
焦距=工作距离*传感器尺寸/视野大小
3】了解一些光学器件
反射棱镜 滤镜 偏振镜(防止反光)
4】远心镜头
物方远心 像方远心 双远心
2)相机-光电转换系统(设计电路原理图+PCB制板+焊接-》测试装配--》驱动程序--》demo软件 SDK-dll库)
面阵 线阵----传感器的形状
面阵:
1】参数
1.曝光时间
将光信号转为电信号的时间
曝光方式:全局曝光(帧曝光) 逐行曝光(卷帘曝光 滚动曝光)
飞拍条件:1 卷帘曝光 2 曝光时间*速度小于等于一个精度
2 帧率
每秒采集的张数----fps 25fps
高速相机
3 靶面尺寸
镜头的靶面尺寸大于等于相机的靶面尺寸,否则会产生四个黑角
4 机械接口
C镜头---C接口相机 CS接口镜头---CS接口相机
C镜头---接圈----CS接口相机
CS镜头--不能对接----C接口相机
5 后背焦
相机的接口端口面到传感器中心沿着光轴距离
6 增益
电流放大
RGB
7 白平衡
平衡三个分量
8 电信号--数字相机
USB(2.0 3.0) GIGE以太网(百兆 千兆 万兆) CameraLink 1394
9 传感器类型 CCD CMOS
CCD 电荷耦合器件---电荷信号
CMOS 互补金属氧化物半导体--电压信号
2】相机选型
根据精度 2个丝--0.02mm
视野/精度一般乘以3到5倍 算法要求高
平场矫正--像元不均匀
线阵相机:
传感器一行像元 (4K 4*1024) 行频-(每秒采集行数 20kHz 每秒20000行/s)
大视野 圆柱
3)光源
四个角度:光源的种类 光源的大小和工作距离 光源的颜色 光源的角度
依据:反射定律
种类: 环形25 高角度 打大面积 低角度 打划痕,毛刺,瑕疵 同轴--高反,金属 点 线 条光源 碗状光源(球面积分光源(适合
曲面)) 背光源 开口面光源 无影灯
打指纹--低角度
颜色:同色打白 异色打黑
角度:反射定律 反射到镜头里去--亮
大小:光源大小一般是视野两倍大小