选择正确机器视觉镜头的六个技巧

为机器视觉应用程序选择合适的镜头需要对所需规格进行审查，进行一些数学计算，并考虑镜头如何与相机设置集成。在实现机器视觉技术时，必须考虑几个关键因素。在选择机器视觉应用中使用的镜头时，必须考虑将使用的传感器。传感器尺寸和像素尺寸在选择过程中是极其重要的。镜头必须能够适当地照亮整个传感器区域，以避免阴影和渐晕。

理想的镜头产生的图像与拍摄的物体完美匹配，包括所有细节和亮度变化。标准镜头的固定焦距为4.5-100mm，大约有1百万像素。微距镜头针对近距离聚焦进行了优化。远心透镜用于专门的计量应用。它们用于消除尺寸和几何变化。

1.计算焦距

在为应用程序选择正确的镜头时，设计人员使用3个因素计算所需的工作距离:焦距，被检查物体的长度和传感器尺寸。所需的工作距离也可以用物体尺寸和透镜的开角来计算。

这个物体距离是指在光学系统中物体与透镜组的第一主平面之间的距离。这个距离只能通过指定两个主平面的位置和距离以及实际透镜长度来计算。

2.选择合适的机器视觉相机

机器视觉技术的最新进展现在可以让相机以快速帧率传输高百万像素的图像。选择最佳接口需要考虑几个因素。

3.选择传感器类型(CMOS或CCD)

电荷耦合器件(CCD)和互补金属氧化物半导体(CMOS)传感器之间的界限正在变得模糊。传统上，ccd具有更高的图像质量，更好的光敏性，更好的噪声性能和理想的全局快门。CMOS传感器以其高速、片上系统集成和低制造成本而闻名。但是CMOS传感器在质量上有了显著的提高。

4.彩色相机或单色相机

许多视觉系统使用彩色相机，因为用户对彩色图像更舒服。一些设计师认为单色相机成本更低，但这并不总是正确的。也不总是需要使用彩色相机来区分少数几种颜色。处理时间、分辨率、通过/失败精度、功耗和成本都必须考虑在内。

5.摄像机输出格式

这不仅仅是选择可用的“最快”接口的问题。必须考虑与现有系统的兼容性以及与其他可用技术的集成。一些接口允许“热插拔”，而其他接口可能需要完全关闭系统。工程师必须考虑电缆长度、信号衰减以及功率要求。

6.帧速率

输出格式会影响系统可以实现的帧率。在选择任何其他相机因素时，计算应用程序所需的帧速率至关重要。

本文原载于视觉在线。AIA是CFE Media内容合作伙伴推进自动化协会(A3)的一部分。Chris Vavra编辑，CFE Media制作编辑，cvavra@cfemedia.com。

原创内容可在www.visiononline.org。

您是否具有本内容中提到的主题的经验和专业知识?您应该考虑为我们的CFE媒体编辑团队做出贡献，并获得您和您的公司应得的认可。点击在这里开始这个过程。