机器视觉系统选型教材(PPT106页)

内部交流，不得外传1机器视觉光学系统选型培训EDC--EQUIP：QCLi内部交流，不得外传2主要内容机器视觉概要机器视觉硬件基础知识介绍镜头选型指南CCD选型指南光源选型指南内部交流，不得外传3第一讲：机器视觉概述及国内外发展现状机器视觉（MachineVision）的引入机器视觉的概念和相关技术的关系机器视觉的主要应用（行业、技术分类）机器视觉在国际上的发展（美日欧）机器视觉的技术范围技术层次，软、硬件分类，相关技术机器视觉的产业链和从业者格局第一节机器视觉概述第一节机器视觉综述内部交流，不得外传4第一讲：机器视觉概述及国内外发展现状一、机器视觉的引入自动化和电脑技术是机器视觉进入工业生产线的关键要素自动化技术的发展史是机器逐步取代人工的历史传感与控制是自动化的主要分支；人类大脑、四肢、感官和神经分别可以对应CPU、运动控制、传感器和网络。人类视觉是最后几个被取代的器官之一在很多情况下人类视觉越发不能满足要求高速、高精、超视、微距，客观、无疲劳、环境限制等。第一节机器视觉概述机器视觉培训系列教程（基础入门培训）内部交流，不得外传5第一讲：机器视觉概述及国内外发展现状二、机器视觉的概念和相关技术的关系机器视觉的通俗定义权威机构怎么说？机器视觉的本质、特征本质特征机器视觉关联技术图像处理模式识别和辨识其他第一节机器视觉概述内部交流，不得外传6传统机器视觉系统基本构成待测目标CCD相机镜头灯源图像采集卡电脑系统PCI地址总线灯源控制信号相机控制信号及电源模拟图像信号数字图像信号第一节机器视觉概述第一讲：机器视觉概述及国内外发展现状内部交流，不得外传7三、机器视觉的主要应用领域机器视觉应用分类测量检测定位识别第一讲：机器视觉概述及国内外发展现状第一节机器视觉概述机器视觉培训系列教程（基础入门培训）内部交流，不得外传8三、机器视觉的主要应用领域机器视觉应用分类测量（如长度测量）第一讲：机器视觉概述及国内外发展现状第一节机器视觉概述内部交流，不得外传9三、机器视觉的主要应用领域机器视觉应用分类测量（如角度测量）第一讲：机器视觉概述及国内外发展现状第一节机器视觉概述内部交流，不得外传10三、机器视觉的主要应用领域机器视觉应用分类测量（如圆弧及半径测量）第一讲：机器视觉概述及国内外发展现状第一节机器视觉概述内部交流，不得外传11三、机器视觉的主要应用领域机器视觉应用分类检测（如有无检测）(邮包)第一讲：机器视觉概述及国内外发展现状第一节机器视觉概述内部交流，不得外传12三、机器视觉的主要应用领域机器视觉应用分类检测（如残次品检测）第一讲：机器视觉概述及国内外发展现状第一节机器视觉概述内部交流，不得外传13三、机器视觉的主要应用领域机器视觉应用分类检测（如数字统计）第一讲：机器视觉概述及国内外发展现状第一节机器视觉概述内部交流，不得外传14三、机器视觉的主要应用领域机器视觉应用分类检测（瑕疵检测）第一讲：机器视觉概述及国内外发展现状第一节机器视觉概述内部交流，不得外传15机器视觉应用分类定位三、机器视觉的主要应用领域第一讲：机器视觉概述及国内外发展现状第一节机器视觉概述内部交流，不得外传16机器视觉应用分类定位三、机器视觉的主要应用领域第一讲：机器视觉概述及国内外发展现状第一节机器视觉概述内部交流，不得外传17三、机器视觉的主要应用领域机器视觉应用分类识别（如读码）第一讲：机器视觉概述及国内外发展现状第一节机器视觉概述内部交流，不得外传18三、机器视觉的主要应用领域机器视觉应用分类识别（如OCR/OCV）第一讲：机器视觉概述及国内外发展现状第一节机器视觉概述内部交流，不得外传19机器视觉应用分类识别（如颜色识别）三、机器视觉的主要应用领域第一讲：机器视觉概述及国内外发展现状第一节机器视觉概述机器视觉培训系列教程（基础入门培训）内部交流，不得外传20三、机器视觉的主要应用领域机器视觉适用的生产环节分类原料、加工组装、测试、包装使用、监控第一讲：机器视觉概述及国内外发展现状第一节机器视觉概述内部交流，不得外传21塑料/薄膜食品&饮品汽车日用品光纤产品三、机器视觉的主要应用领域半导体纸张冶金航空航天通用生产电子医学设备纺织药品第一讲：机器视觉概述及国内外发展现状第一节机器视觉概述内部交流，不得外传22四、机器视觉的国际发展现状（美日欧）机器视觉在国际上的发展阶段，总的规模各国的主要市场、规模和发展趋势各国主要的供应商相关组织和机构国际机器视觉公司的中国策略和做法第一讲：机器视觉概述及国内外发展现状第一节机器视觉概述内部交流，不得外传23五、机器视觉的技术范围技术层次底层基础元件和材料图像和视觉核心算法视觉硬件和系统（含照明）软件开发环境系统流程取像=》分析=》结果输出部件与系统软、硬件照明、光学元件、镜头、相机、图像采集卡工具软件智能相机相关技术：运动控制、机器人、通讯第一讲：机器视觉概述及国内外发展现状第一节机器视觉概述内部交流，不得外传24第一讲：机器视觉概述及国内外发展现状机器视觉的主要技术趋势和市场趋势机器视觉在中国的发展概述中国市场的竞争者及其产业链分析本土供应商的现状以及生存策略本土供应商面临的机会和威胁用户获得的价值第二节国内外发展现状第二节国内外发展现状内部交流，不得外传25六、机器视觉的产业链和从业者格局机器视觉的产业链基础原创技术提供者；软、硬件部件或子系统开发者；系统集成商或方案提供者；代理商、零售商；OEM设备、整机开发者；外围技术合作伙伴；协会、媒体和政府机构；最终用户；培训、咨询、安装维护等服务提供者。第一讲：机器视觉概述及国内外发展现状第二节国内外发展现状内部交流，不得外传26六、机器视觉的产业链和从业者格局机器视觉产业链（直接利益者）厂家最终用户代理商OEM客户系统集成商第一讲：机器视觉概述及国内外发展现状第二节国内外发展现状内部交流，不得外传27六、机器视觉的产业链和从业者格局中国机器视觉产业链的缺失厂家最终用户OEM客户系统集成商第一讲：机器视觉概述及国内外发展现状第二节国内外发展现状内部交流，不得外传28七、机器视觉的主要技术趋势和市场趋势机器视觉的技术趋势高速化、高分辨率、彩色低功耗、智能化、模块化、傻瓜化先进数字网络特殊应用机器视觉的市场趋势价格下降、使用方便，向中低端应用扩展性能提高、可靠性提高，解决复杂高端问题行业应用增加分工细化，利润在产业链中的重新分配与相关技术结合更加紧密第一讲：机器视觉概述及国内外发展现状第二节国内外发展现状内部交流，不得外传29八、机器视觉在中国的发展概述机器视觉在中国的几个阶段概念导入培育从业者树立样板、教育市场视觉从业者快速膨胀行业应用开始加速机器视觉在中国未来几年的展望开始形成商业模式本土供应商的成长市场较快形成一定规模中国特色应用第一讲：机器视觉概述及国内外发展现状第二节国内外发展现状内部交流，不得外传30九、中国市场的竞争者及其产业链分析国际供应商高端视觉供应商中低端视觉供应商光学元件供应商照明以及附件供应商国际供应商的市场策略本地化举措本土供应商板卡、智能相机开发软件开发系统开发应用集成代理分销生存战略第一讲：机器视觉概述及国内外发展现状第二节国内外发展现状内部交流，不得外传31十、本土供应商面临的机会和威胁主要机会：市场快速发展市场快速发展，且层次丰富技术逐渐成熟到可接受水平价格优势明显服务优势主要威胁：我们来得及吗？品牌方面的劣势，建立客户信任需要时间成本进口产品大量进入，生命周期缩短，利润下降外企本地化加速，成本下降，响应加快研发积累方面的差距，创新或领先困难自身资源和能力制约第一讲：机器视觉概述及国内外发展现状第二节国内外发展现状内部交流，不得外传32十一、用户期望获得价值更有行业针对性的解决方案更加行业专业化的经验积累更好的性价比更广泛的产品配置方案更紧密的合作伙伴关系更有效地提高客户自身产品的竞争力第一讲：机器视觉概述及国内外发展现状第二节国内外发展现状内部交流，不得外传33机器视觉硬件基础知识第二讲机器视觉培训系列教程内部交流，不得外传34第二讲：机器视觉中的图像采集技术硬件基础知识基本概念分类成像原理及参数间关系第一节工业镜头第一节工业镜头内容提要内部交流，不得外传35第二讲：机器视觉中的图像采集技术硬件基础知识一、镜头基本概念(1)成象面工作距离（WD）景深（DOV）视野（FOV）后焦面距离第一节工业镜头内部交流，不得外传36第二讲：机器视觉中的图像采集技术硬件基础知识一、镜头基本概念（2）视野(FOV)图象采集设备所能够覆盖的范围，它可以是在监视器上可以见到的范围，也可以使设备所输出的数字图象所能覆盖的最大范围.最大/最小工作距离（WorkDistance）从物镜到被检测物体的距离的范围，小于最小工作距离大于最大工作距离系统均不能正确成像.景深（DepthOfField）在某个调焦位置上，景深内的物体都可以清晰成像。景深可以用45度倾角的目标进行标定。一般情况下，只要清晰度能满足要求就可以了。第一节工业镜头内部交流，不得外传37第二讲：机器视觉中的图像采集技术硬件基础知识一、镜头基本概念（3）畸变几何畸变指的是由于镜头方面的原因导致的图象范围内不同位置上的放大率存在的差异。几何畸变主要包括径向畸变和切向畸变。如枕形或桶形失真。第一节工业镜头内部交流，不得外传38第二讲：机器视觉中的图像采集技术硬件基础知识一、镜头基本概念（4）镜头接口C-MOUNT镜头的标准接口之一，镜头的接口螺纹参数：公称直径：1“螺距：32牙CS－Mount是C－Mount的一个变种，区别仅仅在于镜头定位面到图像传感器光敏面的距离的不同，C－Mount是17.5mm，CS－Mount是12.5mm。C/CS能够匹配的最大的图象传感器的尺寸不超过1“。第一节工业镜头内部交流，不得外传39第二讲：机器视觉中的图像采集技术硬件基础知识一、镜头基本概念（5）成像面可以在镜头的像面上清晰成像的物方平面光圈（F值）/相对孔径光圈是一个用来控制镜头通光量装置，它通常是在镜头内，表达光圈大小。用F值来表示，如f1.4，f2，f2.8etc.相对孔径是镜头入瞳直径与焦距的比值，与光圈的F值是倒数关系。焦距焦距是像方主面到像方焦点的距离。如16mm,25mm第一节工业镜头内部交流，不得外传40第二讲：机器视觉中的图像采集技术硬件基础知识一、镜头基本概念（6）分辨率测量系统能够重现的最小的细节的尺寸常常用每毫米线对来表示，也就是根据这个镜头能够分辨一毫米内多少对直线。选择镜头的时候必须注意厂商给出的分辨率的定义方式。lp/mm(linepairpermm)lp/mm是表征分辨率的最简单的指标，但不是最佳指标，最佳的指标是镜头的调制传递函数MTF。第一节工业镜头内部交流，不得外传41第二讲：机器视觉中的图像采集技术硬件基础知识一、镜头基本概念（7）镜头的调制传递函数MTF第一节工业镜头内部交流，不得外传42第二讲：机器视觉中的图像采集技术硬件基础知识一、镜头基本概念（8）镜头的调制传递函数MTF第一节工业镜头内部交流，不得外传43第二讲：机器视觉中的图像采集技术硬件基础知识一、镜头基本概念（9）镜头的调制传递函数MTFMTF能够同时表征系统重现物方空间的几何和灰度细节能力，是衡量成像系统性能的最佳方式。对于一个实际的成像系统，细节密集地方的对比度要小于细节稀疏位置的对比度成像系统中的每个环节都对系统最终的MTF产生影像，包括滤色片，镜头，图象传感器，后期处理电路等等。第一节工业镜头内部交流，不得外传44第二讲：机器视觉中的图像采集技术硬件基础知识一、镜头基本概念（10）系统的调制传递函数MTF第一节工业镜头内部交流，不得外传45第二讲：机器视觉中