機器視覺應(yīng)用中有普通鏡頭和遠心鏡頭,二者區(qū)別在于,遠心鏡頭主要是為糾正傳統(tǒng)工業(yè)鏡頭的視差而特殊設(shè)計的鏡頭,它可以在一定的物距范圍內(nèi),使得到的圖像放大倍率不會隨物距的變化而變化,也就不會產(chǎn)生近大遠小的情況,這對被測物不在同一物面上的情況是非常重要的應(yīng)用。
而普通工業(yè)鏡頭在進行拍攝時,目標物體越靠近鏡頭(工作距離越短),所成的像就越大。在使用普通鏡頭進行尺寸測量時,會存在如下問題:
1)由于被測量物體不在同一個測量平面,而造成放大倍率的不同;
2)鏡頭畸變大
3)視差也就是當物距變大時,對物體的放大倍數(shù)也改變;
4)鏡頭的解析度不高;
5)由于視覺光源的幾何特性,而造成的圖像邊緣位置的不確定性。
遠心鏡頭可以有效地解決普通鏡頭存在的上述問題,而且沒有此性質(zhì)的判斷誤差,因此可用在高精度測量、度量計量等方面。遠心鏡頭是一種高端的工業(yè)鏡頭,通常有比較出眾的像質(zhì),特別適合于尺寸測量的應(yīng)用。
遠心鏡頭和普通鏡頭拍攝對比
一、拍攝小孔
在相同的拍攝條件下,由于普通鏡頭存在的視覺聚焦誤差,小孔內(nèi)壁易產(chǎn)生陰影,對于提取小孔內(nèi)邊緣造成影響,圖像精度不高。
用連續(xù)變倍遠心鏡頭拍攝,因為遠心鏡頭特有的平行光特性,可以確保拍攝出的小孔輪廓清晰,數(shù)據(jù)準確,不需要對圖像做過多校正。
二、拍攝齒輪
由于普通工業(yè)鏡頭的入光和成像光線不是平行光設(shè)計,存在視覺誤差。由普通工業(yè)鏡頭拍攝出來的圖片,齒輪圓孔的內(nèi)壁可見,整個齒輪沿著中心凸起,孔徑和外邊沿數(shù)據(jù)不真實,不易判讀邊緣,需要很復(fù) 雜的算法校正。
遠心鏡頭的光路是平行光設(shè)計,用遠心鏡頭拍攝齒輪,齒輪的圓孔內(nèi)邊緣和外齒輪邊緣輪廓清晰,孔徑數(shù)據(jù)真實,不存在孔內(nèi)壁可見和外壁畸變的現(xiàn)象,無需對圖像校正。
三、拍攝模具
用普通的鏡頭拍攝,由于視覺誤差和聚焦不準,所以在拍攝塑膠模具的透氣孔時(紅圈圈定),出現(xiàn)內(nèi)壁可見,邊緣提取不清晰,有陰影的現(xiàn)象,對識別造成影響,數(shù)據(jù)不準確。
用遠心鏡頭拍攝,由于遠心鏡頭具有平行光的遠心特性,不存在視覺誤差,所以在拍攝塑膠模具的透氣孔時(紅圈圈定),內(nèi)壁邊緣清晰,數(shù)據(jù)準確。拍攝圓孔(綠色)時,孔邊緣清晰,易于檢測到毛刺, 以及檢測孔徑大小等。
遠心鏡頭和普通鏡頭的優(yōu)缺點:
普通鏡頭優(yōu)點:成本低,實用,用途廣。
普通鏡頭缺點:放大倍率會有變化,有視差。
普通鏡頭應(yīng)用:放大物體,成像。
遠心鏡頭的優(yōu)點:放大倍數(shù)恒定,不隨景深變化而變化,無視差,低失真。
遠心鏡頭的缺點:成本高,尺寸大,重量重。
遠心鏡頭的應(yīng)用:精密零件測量。