机器视觉系统的核心三大硬件

机器视觉系统的核心基础确实围绕相机、镜头、光源三大硬件组件展开，它们共同决定了系统的成像质量、检测精度和稳定性。以下是详细的分类解析与选型指南：

一、相机（Camera）

1. 核心功能

将光学信号转换为数字图像，是视觉系统的“眼睛”。

2. 关键参数

3. 选型建议

面阵相机：适合检测静止或低速物体（如端子外观缺陷）。

线阵相机：适合高速连续扫描（如引脚变形检测）。

3D相机（TOF/结构光）：检测高度、深度（如组装到位程度）。

二、镜头（Lens）

1. 核心功能控制光线路径，决定成像视野（FOV）、工作距离（WD）和分辨率。

2. 关键参数

3. 选型公式

视野计算：

视野（FOV）=传感器尺寸÷放大倍率

例如：2/3"传感器（8.8mm×6.6mm）+ 0.5倍放大 → FOV=17.6mm×13.2mm。

工作距离（WD）：根据机械安装空间选择定焦或变焦镜头。

三、光源（Lighting）

1. 核心功能

通过控制光线方向、波长、强度，突出目标特征，抑制干扰信息。

2. 光源类型与适用场景

3. 选型要点

波长选择：

红色（630nm）：通用型，适合大多数场景。

蓝色（470nm）：增强金属表面对比度。

红外（850nm）：透射检测（如塑料内部气泡）。

照明角度：低角度照明可凸显纹理缺陷（如划痕）。

四、系统集成关键点

硬件协同：

相机分辨率需与镜头解析力匹配（避免“像素浪费”）。

光源亮度与相机曝光时间平衡，避免过曝或欠曝。

标定校准：

使用标定板（如棋盘格）校正镜头畸变和像素当量（μm/pixel）。

环境抗干扰：

遮光罩防止环境光干扰，恒流光源控制器确保亮度稳定。

五、实际案例配置示例

场景：检测端子引脚变形（精度±0.02mm，速度120件/分钟）。

相机：线阵相机（12K分辨率，行频40kHz）。

镜头：远心镜头（放大倍率0.3×，工作距离200mm）。

光源：蓝色背光源（470nm），提升引脚边缘对比度。

结果：系统精度达±0.015mm，漏检率＜0.01%。

六、常见误区与避坑指南

盲目追求高像素：过高的分辨率会降低帧率，需平衡速度与精度。

忽略景深限制：大光圈导致景深不足，可能部分区域失焦。

光源波长不匹配：错误波长可能导致特征无法凸显（如红色光检测蓝色标记）。

总结：相机、镜头、光源的选型需紧密结合检测需求（精度、速度、缺陷类型），并通过实验验证配置合理性。实际项目中，建议先通过小样测试优化参数，再批量部署。