印刷包装行业品种繁多,印刷品颜色与形状多样。部分产品的材质具有极高的反射度并且表面印制了彩色图案。如:易拉罐瓶盖的综合检测一直存在着打光难的问题。因此对产品的检测要求都是十分严格。运用机器视觉技术,能迅速准确的发现印刷品的各种缺陷。
机器视觉用于印刷行业中的质量检测,其基本的工作原理是用摄像机拍摄(采集)印刷品上的图像,在计算机中与该印品的标准图像(模板)相匹配比较,如果发现差异并超出设定的公差范围,即判定为不合格产品。
采用检测系统进行质量检测可以提供检测全过程的实时报警和详尽、完善的分析报告外,现场操作者还可以根据全自动检测系统的实时报警及分析报告,对工作中出现的问题进行相应的调整。并且管理者还可以依据检测结果的分析报告,对生产过程进行跟踪,更有利于生产技术的管理。也就是说,质量检测设备不仅可以提升成品的合格率,还能够协助生产商改进工艺流程,建立质量管理体系,达到一个长期稳定的质量标准。 检测印刷制品颜色缺陷检测(如露印检测、浅印检测、偏色检测、露白检测等);材质缺陷检测(如孔洞检测、异物检测);印刷缺陷检测(如残缺检测、刀丝检测、飞墨检测、露印检测、套印误差检测);二维码缺陷检测(如重号检测、偏位检测、不匹配检测等)。
远心工业镜头主要是为纠正传统工业镜头的视差而特殊设计的镜头,它可以在一定的物距范围内,使得到的图像放大倍率不会随物距的变化而变化,这对被测物不在同一物面上的情况是非常重要的应用。
普通工业镜头目标物体越靠近镜头(工作距离越短),所成的像就越大。在使用普通镜头进行尺寸测量时,会存在如下问题:
1、由于被测量物体不在同一个测量平面,而造成放大倍率的不同;
2、镜头畸变大
3、视差也就是当物距变大时,对物体的放大倍数也改变
4、镜头的解析度不高;
5、由于视觉光源的几何特性,而造成的图像边缘位置的不确定性。
而远心镜头就可以有效解决普通镜头存在的上述问题,而且没有此性质的判断误差,因此可用在高精度测量、度量计量等方面。远心镜头是一种高端的工业镜头,通常有比较出众的像质,特别适合于尺寸测量的应用。
无论何处,在特定的工作距离,重新调焦后会有相同的放大倍率,因为远心镜头的最大视场范围直接与镜头的光栏接近程度有关,镜头尺寸越大,需要的现场就越大。远心测量镜头能提供优越的影像质素,畸变比传统定焦镜头小,这种光学设计令影像面更对称,可配合软件进行精密测量 。
普通镜头优点:成本低,实用,用途广。
普通镜头缺点:放大倍率会有变化,有视差。
普通镜头应用:大物体成像。
远心镜头的优点:放大倍数恒定,不随景深变化而变化,无视差。
远心镜头的缺点:成本高,尺寸大,重量重。
远心镜头的应用:度量衡方面,基于CCD方面的测量,微晶学
镜头的焦距分为像方焦距和物方焦距。像方焦距是像方主面到像方焦点的距离,同样,物方焦距就是物方主面到物方焦点的距离。
是像方焦距,入射光线为平行线时通过透镜光线的交点到透镜的距离.当点光源距透镜某一距离时折射光线为平行线,这个距离叫物方焦距。
物方远心镜头及像方远心镜头介绍
在测量系统中,物距常发生变化,从而使像高发生变化,所以测得的物体尺寸也发生变化,即产生了测量误差;另一方面,即使物距是固定的,也会因为CCD敏感表面不易精确调整在像平面上,同样亲会产生测量误差。为了解决上述问题,可以采用远心镜头。其中像方远心镜头可以消除物距变化带来的测量误差,而物方远心镜头则可以消除CCD位置不准带来的测量误差。
1)物方远心镜头
物方远心镜头是将孔径光阑放置在光学系统的像方焦平面上,图1示出,当孔径光阑放在像方焦平面上时,即使物距发生改变,像距也发生改变,但像高并没有发生改变,即测得的物体尺寸不会变化;图2清楚地显示出物方远心光路的原理,其中孔径光阑位于像方焦面上,物方主光线平行于光轴。如果物体B1B2正确地位于与CCD表面M共轭的位置A1上,那么它在CCD表面上的像为M1M2。如果由于物距改变,物体B1B2不在位置A1而在位置A2,那么它的像B´1B´2偏离CCD表面,B´1和B´2点在CCD表面上投影为一个弥散斑,其中心仍为M1和M2点,按此投影像读出的长度仍为M2M1。这就是说,上述物距改变并不影响测量精度。
2)像方远心光路
像方远心光路是将孔径光阑放置在光学系统的物方焦平面上,而像方的主光线平行于光轴。如图3所示。如果物体B1B2的像B´1B´2不与CCD表面M重合,则在CCD表面M上得到的是B´1B´2的投影像,其散斑中心距离M1M2=B´1B´2。因此,不管CCD表面M是否和B´1B´2相重合,它和标尺所对应的长度总是B1B2,所以没有测量误差。
双侧远心镜头
曝光时间
Exposure time
为了将光投射到照相感光材料的感光面上,快门所要打开的时间。视照相感光材料的感光度和对感光面上的照度而定。
相机曝光时间是指从快门打开到关闭的时间间隔,在这一段时间内,物体可以在底片上留下影像曝光时间是看需要而定的,没有长短好坏的说法只有需要的讲法。比如你拍星星的轨迹,就需要很长的曝光时间(可能是几个小时),这样星星的长时间运动轨迹就会在底片上成像。如果你要拍飞驰的汽车清晰的身影就要用很短的时间(通常是几千分之一秒)。 曝光时间长的话进的光就多,适合光线条件比较差的情况。曝光时间短则适合光线比较好的情况。有的是0.04ms—93ms,有的是1/71000s—2s,有的是1/7000s—7s等等
曝光时间主要是指底片的感光时间,曝光时间越长底片上生成的相片越亮,相反越暗。在外界光线比较暗的情况下一般要求延长曝光时间(比如说夜景)。
1. 分辨率(Resolution):相机每次采集图像的像素点数(Pixels),对于数字相机机一般是直接与光电传感器的像元数对应的,对于模拟相机机则是取决于视频制式,PAL制为768*576,NTSC制为640*480。
2. 像素深度(Pixel Depth):即每像素数据的位数,一般常用的是8Bit,对于数字相机机一般还会有10Bit、12Bit等。
3. 最大帧率(Frame Rate)/行频(Line Rate):相机机采集传输图像的速率,对于面阵相机机一般为每秒采集的帧数(Frames/Sec.),对于线阵相机为每秒采集的行数(Lines/Sec.)。
4. 曝光方式(Exposure)和快门速度(Shutter):对于线阵相机机都是逐行曝光的方式,可以选择固定行频和外触发同步的采集方式,曝光时间可以与行周期一致,也可以设定一个固定的时间;面阵相机机有帧曝光、场曝光和滚动行曝光等几种常见方式,数字相机一般都提供外触发采图的功能。快门速度一般可到10微秒,高速相机机还可以更快。
5. 像元尺寸(Pixel Size):像元大小和像元数(分辨率)共同决定了相机机靶面的大小。目前数字相机机像元尺寸一般为3μm-10μm,一般像元尺寸越小,制造难度越大,图像质量也越不容易提高。
6. 光谱响应特性(Spectral Range):是指该像元传感器对不同光波的敏感特性,一般响应范围是350nm-1000nm,一些相机机在靶面前加了一个滤镜,滤除红外光线,如果系统需要对红外感光时可去掉该滤镜。
工业镜头倍率及视场范围的计算方法
一、工业镜头光学放大倍率的计算方法
二、工业镜头对应视场范围的计算方法
附:常见工业相机传感器尺寸大小
1/4″:3.2mm×2.4mm;
1/3″:4.8mm×3.6mm;
1/2″:6.4mm×4.8mm;
2/3″:8.8×6.6mm;
1″:12.8mm×9.6mm
评论
查看更多