机械视觉系统通常由光学系统（光源、镜头、工业相机）、图像采集单元、图像处置单元、执行器和人机界面组成。职能模式是相辅相成的，缺一不成。
镜头的重要参数有焦距、分辨率、工作距离、景深、视野领域、畸变量等。
分辨率：指在像面处镜头在单元毫米内可能分辨的是非相间的条纹对数，受镜头结构、材质、加工精度等成分的影响。下图的分辨率为1/2d，其中，d为线宽。分辨率的单元为lp/mm（线对/毫米）。镜头和相机的分辨率影响最终成像的质量。
工作距离：通常指镜头前端到被测物体的距离，幼于最幼工作距离、大于最大工作距离的系统通常不能清澈成像。
景深：以镜头最佳聚焦时的工作距离为中心，前后存在一个领域，在此领域内镜头都能够清澈成像。景深受焦距和光圈的影响：镜头的焦距越短，景深的领域就越大，光圈越幼，景深就越大
视野领域：图像采集设备所可能覆盖的领域，即和靶面上的图像所对应的物平面的尺寸。
焦距：镜头焦距与凸透镜的焦距概想略有分歧，由于镜头是多个凸透镜组合而成的。焦距是从镜头的中心点到胶平面上所形成的清澈影像之间的距离。凭据焦距能否调节，可分为定焦镜头和变焦镜头两大类。
畸变量：因凸透镜的固有个性造成的成像失真，无法齐全解除；湎癫钪挥跋斐上竦募负巫刺，而不影响成像的清澈度。
选用准则
在机械视觉系统中，镜头的重要作用是将成像指标在图像传感器的光敏面上。镜头的质量直影响到机械视觉系统的整体机能，合理地选择和装置镜头，是机械视觉系统设计的沉要环节。
第一步选择相宜的镜头接口
常用的镜头接口类型有C口、CS口、F口等，在选用镜头时要首先确定镜头的接口类型。
第二步确定焦距
焦距是相机最重要的参数之一，通常先思考焦距是否可能满足需要。凭据系统的整体尺寸和工作距离，结合靶面尺寸和待测领域的比值能够推算出镜头的焦距。
第三步确定靶面尺寸
镜头的靶面尺寸要大于相机的靶面尺寸，不然进光量可能会导致图像信息的缺损。
第四步凭据项目需要，综合思考分辨率、畸变、景深等参数，凭据光照环境确定光圈。
机械视觉硬件中的光源
光源选用
1.状态自由度高，能够组合成各类状态、尺寸，可能自由调整照射角度，能够凭据客户必要定造；
2.能够凭据必要造成各类色彩，并能够随时调整亮度；
3.光源散热性好，光亮度不变，使用寿命长，可陆续使用约数万幼时；
4.反映快捷，可在极短功夫内达到最大亮度；
5.运行成本低，性价比力高。
明场照明与暗场照明
明场照明指光线反射后进入拍照机，而暗场照明为光线反射后未进入拍照机。通常明场照明用直射光来观察对象物整体(狼藉光呈黒色)，对形成高对比杜仔益，但反光表表会天生镜面反射。暗场照明用狼藉光来观察对象物整体(直射光呈白色)，漫射光被反射进入拍照机但镜面反射光线被反射脱离。
在缺点检测中，明场照明重要用于散射和吸收光线缺点类型的检测,在大无数明场照明图像中，布景亮，缺点暗。暗场照明重要用于光滑工件表表上含有散射光的缺点类型检测。在大无数暗场照明采集的图像中，布景暗，仅仅缺点可见。暗场照明常被用于检测表表污垢和表表突起的特点。
背向照明和前向照明
背向照明是将光源置于物体的后面，这种照明方式可能凸起不通明物体的阴影或观察通明物体的内部。背向照明可能将被测物的边缘概括清澈地勾画出来，在图像中，被挡物体的部门为玄色，未被遮挡的部门为白色，因而形成是非明显的图像。前向照明与背向照明相反，灯源置于被测物和相机之间，凭据角度的分歧又能够分为“低角度”（幼于25度）和“高角度”（75度以上）。
辅助光学配件
偏振片：偏振片的作用是限度特定的光波通过，使用偏振片能够解除光反射产生的影响从而凸起表表的细节，偏振片通常装置在镜头上或者光源的一侧。
防表乱光滤镜：防表乱光滤镜的作用是消减表界环境光对系统光源的影响，使用光滤镜可能将系统表部的漫射光过滤掉。
漫射板：漫射板的作用是使光变的均匀。漫射板是玻璃的一个表表通过金刚砂打磨成凹凸不平后造作出的一种玻璃，光线通过漫射板折射后向四面八方射出去，这样光线就变的均匀了。
机械视觉系统相机解析
CCD相机参数
（1）分辨率：相机每次采集图像的像素点数，对于数字相机通常是直接与光电传感器的像元数对应的，对于模仿相机则是取决于视频造式，PAL造为768*576，NTSC造为640*480。
空间分辨率指在遥感影像上，能识此外两个相邻物体的最幼距离。对于摄像影像，通常用单元长度内蕴含可分辨的是非线的对数（单元：线对/毫米）？占浞直媛适瞧兰鄞衅骰艿某烈副。
（2）像素深度：即每像素数据的位数，通经常用的是8Bit，对于数字相机通常还会有10Bit、12Bit等
（3）最大帧率/行频：相机采集传输图像的速度，对于面阵相机通常为每秒采集的帧数，对于线阵相机为每秒采集的行数。
（4）曝光方式和快门速度：对于线阵相机都是逐行曝光的方式，能够选择固定行频和表触发同步的采集方式，曝光功夫能够与行周期一致，也能够设定一个固定的功夫；面阵相机有帧曝光、场曝光和滚动行曝光等几种常见方式，数字相机通常都提供表触发采图的职能？烀潘俣韧ǔ？傻10微秒，高速相机还能够更快。
（5）像元尺寸：像元大幼和像元数共同决定了相机靶面的大幼。目前数字相机像元尺寸通常为3μm-10μm，通常像元尺寸越幼，造作难度越大，图像质量也越不容易提高。
（6）光谱响应个性：是指该像元传感器对分歧光波的敏感个性，通常响应领域是350-1000nm，一些相机在靶刻下加了一个滤镜，滤除红表光线，若是系统必要对红表感光时可去掉该滤镜。
工业相机利益
（1）机能不变，易于装置，其结构紧凑扎实，不易侵害，在较差的工业环境下，也能够利用。
（2）快门功夫极度短，能够抓拍高速运动的物体。
（3）工业相机的帧率比通常相机大好多。工业相机每秒能够拍摄10幅到几百幅图片，而通常相机通常只有2、3幅左右，相差较大。
（4）工业相机能够长功夫工作，好比每天工作24幼时、陆续工作6个月，而通常相机则不能。
（5）工业相机可实现编程节造，能够设置肆意功夫、肆意功夫距离等进行拍摄。
机械视觉系统镜头解析
根基参数
镜头的重要参数有焦距、分辨率、工作距离、景深、视野领域、畸变量等。
分辨率：指在像面处镜头在单元毫米内可能分辨的是非相间的条纹对数，受镜头结构、材质、加工精度等成分的影响。下图的分辨率为1/2d，其中，d为线宽。分辨率的单元为lp/mm（线对/毫米）。镜头和相机的分辨率影响最终成像的质量。
工作距离：通常指镜头前端到被测物体的距离，幼于最幼工作距离、大于最大工作距离的系统通常不能清澈成像。
景深：以镜头最佳聚焦时的工作距离为中心，前后存在一个领域，在此领域内镜头都能够清澈成像。景深受焦距和光圈的影响：镜头的焦距越短，景深的领域就越大，光圈越幼，景深就越大
视野领域：图像采集设备所可能覆盖的领域，即和靶面上的图像所对应的物平面的尺寸。
焦距：镜头焦距与凸透镜的焦距概想略有分歧，由于镜头是多个凸透镜组合而成的。焦距是从镜头的中心点到胶平面上所形成的清澈影像之间的距离。凭据焦距能否调节，可分为定焦镜头和变焦镜头两大类。
畸变量：因凸透镜的固有个性造成的成像失真，无法齐全解除；湎癫钪挥跋斐上竦募负巫刺，而不影响成像的清澈度。
选用准则
在机械视觉系统中，镜头的重要作用是将成像指标在图像传感器的光敏面上。镜头的质量直影响到机械视觉系统的整体机能，合理地选择和装置镜头，是机械视觉系统设计的沉要环节。
第一步选择相宜的镜头接口
常用的镜头接口类型有C口、CS口、F口等，在选用镜头时要首先确定镜头的接口类型。
第二步确定焦距
焦距是相机最重要的参数之一，通常先思考焦距是否可能满足需要。凭据系统的整体尺寸和工作距离，结合靶面尺寸和待测领域的比值能够推算出镜头的焦距。
第三步确定靶面尺寸
镜头的靶面尺寸要大于相机的靶面尺寸，不然进光量可能会导致图像信息的缺损。
第四步凭据项目需要，综合思考分辨率、畸变、景深等参数，凭据光照环境确定光圈。
机械视觉硬件中的光源
光源选用
1.状态自由度高，能够组合成各类状态、尺寸，可能自由调整照射角度，能够凭据客户必要定造；
2.能够凭据必要造成各类色彩，并能够随时调整亮度；
3.光源散热性好，光亮度不变，使用寿命长，可陆续使用约数万幼时；
4.反映快捷，可在极短功夫内达到最大亮度；
5.运行成本低，性价比力高。
明场照明与暗场照明
明场照明指光线反射后进入拍照机，而暗场照明为光线反射后未进入拍照机。通常明场照明用直射光来观察对象物整体(狼藉光呈黒色)，对形成高对比杜仔益，但反光表表会天生镜面反射。暗场照明用狼藉光来观察对象物整体(直射光呈白色)，漫射光被反射进入拍照机但镜面反射光线被反射脱离。
在缺点检测中，明场照明重要用于散射和吸收光线缺点类型的检测,在大无数明场照明图像中，布景亮，缺点暗。暗场照明重要用于光滑工件表表上含有散射光的缺点类型检测。在大无数暗场照明采集的图像中，布景暗，仅仅缺点可见。暗场照明常被用于检测表表污垢和表表突起的特点。
背向照明和前向照明
背向照明是将光源置于物体的后面，这种照明方式可能凸起不通明物体的阴影或观察通明物体的内部。背向照明可能将被测物的边缘概括清澈地勾画出来，在图像中，被挡物体的部门为玄色，未被遮挡的部门为白色，因而形成是非明显的图像。前向照明与背向照明相反，灯源置于被测物和相机之间，凭据角度的分歧又能够分为“低角度”（幼于25度）和“高角度”（75度以上）。
辅助光学配件
偏振片：偏振片的作用是限度特定的光波通过，使用偏振片能够解除光反射产生的影响从而凸起表表的细节，偏振片通常装置在镜头上或者光源的一侧。
防表乱光滤镜：防表乱光滤镜的作用是消减表界环境光对系统光源的影响，使用光滤镜可能将系统表部的漫射光过滤掉。
漫射板：漫射板的作用是使光变的均匀。漫射板是玻璃的一个表表通过金刚砂打磨成凹凸不平后造作出的一种玻璃，光线通过漫射板折射后向四面八方射出去，这样光线就变的均匀了。
机械视觉系统相机解析
CCD相机参数
（1）分辨率：相机每次采集图像的像素点数，对于数字相机通常是直接与光电传感器的像元数对应的，对于模仿相机则是取决于视频造式，PAL造为768*576，NTSC造为640*480。
空间分辨率指在遥感影像上，能识此外两个相邻物体的最幼距离。对于摄像影像，通常用单元长度内蕴含可分辨的是非线的对数（单元：线对/毫米）？占浞直媛适瞧兰鄞衅骰艿某烈副。
（2）像素深度：即每像素数据的位数，通经常用的是8Bit，对于数字相机通常还会有10Bit、12Bit等
（3）最大帧率/行频：相机采集传输图像的速度，对于面阵相机通常为每秒采集的帧数，对于线阵相机为每秒采集的行数。
（4）曝光方式和快门速度：对于线阵相机都是逐行曝光的方式，能够选择固定行频和表触发同步的采集方式，曝光功夫能够与行周期一致，也能够设定一个固定的功夫；面阵相机有帧曝光、场曝光和滚动行曝光等几种常见方式，数字相机通常都提供表触发采图的职能？烀潘俣韧ǔ？傻10微秒，高速相机还能够更快。
（5）像元尺寸：像元大幼和像元数共同决定了相机靶面的大幼。目前数字相机像元尺寸通常为3μm-10μm，通常像元尺寸越幼，造作难度越大，图像质量也越不容易提高。
（6）光谱响应个性：是指该像元传感器对分歧光波的敏感个性，通常响应领域是350-1000nm，一些相机在靶刻下加了一个滤镜，滤除红表光线，若是系统必要对红表感光时可去掉该滤镜。
工业相机利益
（1）机能不变，易于装置，其结构紧凑扎实，不易侵害，在较差的工业环境下，也能够利用。
（2）快门功夫极度短，能够抓拍高速运动的物体。
（3）工业相机的帧率比通常相机大好多。工业相机每秒能够拍摄10幅到几百幅图片，而通常相机通常只有2、3幅左右，相差较大。
（4）工业相机能够长功夫工作，好比每天工作24幼时、陆续工作6个月，而通常相机则不能。
（5）工业相机可实现编程节造，能够设置肆意功夫、肆意功夫距离等进行拍摄。
