光學(xué)系統(tǒng)

一個(gè)光學(xué)系統(tǒng)除了要考慮高斯光學(xué)的有關(guān)問題，諸如物像共軛位置、放大率、轉(zhuǎn)像和轉(zhuǎn)折光路等以外，還需考慮成像范圍的大小、成像光束孔徑角的大小、成像波段的寬窄以及像的清晰度和照度等一系列問題。滿足一系列要求的實(shí)際光學(xué)系統(tǒng)往往不是幾個(gè)透鏡的簡(jiǎn)單組合，而由一系列透鏡、曲面反射鏡、平面鏡、反射棱鏡和分劃板等多種光學(xué)零件組成，并且要通過合理設(shè)置光闌、精細(xì)校正像差和恰當(dāng)確定光學(xué)零件的橫向尺寸等手段才能得到合乎需要的高質(zhì)量系統(tǒng)。

光學(xué)系統(tǒng)對(duì)機(jī)器視覺應(yīng)用的重要性

對(duì)于尺寸測(cè)量，采取理想的打光方式，采集到的圖像邊緣清晰，特征明顯，很容易提取到目標(biāo)輪廓信息，可以使用簡(jiǎn)易快速的算法測(cè)量，得到結(jié)果。這對(duì)提高軟件的穩(wěn)定性與快速性有很大的幫助。但是每一種實(shí)際應(yīng)用對(duì)圖像質(zhì)量的要求是不相同的，有時(shí)需要清晰的圖像，有時(shí)反而模糊的圖像對(duì)特征提取更理想。

初學(xué)者可能沒有這樣的感覺，但是對(duì)于老手來說，看似簡(jiǎn)單容易的光學(xué)系統(tǒng)，其實(shí)是機(jī)器視覺系統(tǒng)為關(guān)鍵的部分，往往關(guān)系到視覺系統(tǒng)的成敗。打光的主要目標(biāo)是選擇合適的光源以某種合適的方式將光線投射到被測(cè)物體上，突出被測(cè)特征部分與背景的對(duì)比度，降低后續(xù)軟件算法的難度，提高軟件的穩(wěn)定性。

在機(jī)器視覺系統(tǒng)中，光源的作用：

1、突出測(cè)量特征，簡(jiǎn)化圖像處理算法。

2、克服環(huán)境光的干擾，提高圖像信噪比。

3、提高視覺系統(tǒng)的定位、測(cè)量、識(shí)別精度，以及系統(tǒng)的運(yùn)行速度。

4、降低系統(tǒng)設(shè)計(jì)的復(fù)雜度。

在機(jī)器視覺系統(tǒng)中，較為常見的視覺光源一般有高頻熒光燈、光纖鹵素?zé)?、氙氣燈、LED光源。而LED光源則為常用，且在機(jī)器視覺光源領(lǐng)域占據(jù)主導(dǎo)地位，成為機(jī)器視覺系統(tǒng)集成的光源。具有特點(diǎn)：

1、發(fā)光，耗電量小，使用壽命長(zhǎng)，工作溫度低。

2、新火種照明的LED光源安全可靠性強(qiáng)。

3、反應(yīng)速度快，單元體積小，綠色環(huán)保。