머신 비전 시스템은 산업용 비전 시스템이라고도 합니다. 그 원리는 감지 제품 이나 영역을 이미지, 다음 이미지 정보에 따라 특별 한 이미지 처리 소프트웨어와 함께 처리. 처리 결과에 따르면, 소프트웨어는 자동으로 제품의 위치, 크기 및 외관 정보를 결정할 수 있으며, 인간 사전 설정된 기준에 따라 자격이 있는지 여부를 판단하고 집행 기관에 판단 정보를 출력할 수 있습니다.
머신 비전 검사 시스템은 CCD 카메라를 사용하여 감지된 대상을 이미지 신호로 변환하여 전용 이미지 처리 시스템으로 전송됩니다. 픽셀 분포, 밝기, 색상 및 기타 정보에 따라 디지털 신호로 변환됩니다. 이미지 처리 시스템은 이러한 신호에서 다양한 작업을 수행합니다. 대상의 특성을 추출하기 위하여는 영역, 수량, 위치, 길이, 및 사전 설정된 공차 및 크기, 각도, 수, 패스/실패, 예/아니오 등을 포함한 기타 조건에 따라 결과를 출력하여 자동 식별 기능을 실현한다.
기능적 관점에서 볼 때, 머신 비전 시스템은 주로 세 가지 유형의 기능을 가지며, 하나는 대상및 관심 있는 제품이 있는 위치를 자동으로 결정하고 특정 통신 프로토콜을 통해 위치 정보를 출력할 수 있는 위치 지정 함수입니다. 이 기능은 주로 자동 조립, 자동 용접, 자동 포장, 자동 충전, 자동 분무 및 여러 자동 액추에이터 (조작기, 용접 총, 노즐 등)와 같은 자동 조립 및 생산에 사용됩니다. 두 번째 기능은 측정, 즉, 제품의 외관을 컨투어, 조리개, 높이, 면적 등의 측정과 같이 자동으로 측정할 수 있습니다. 세 번째는 비전 시스템의 가장 많이 사용되는 기능인 결함 감지 기능입니다. 포장이 올바른지, 포장이 올바른지, 표면에 오류, 긁힘 또는 입자가 있는지, 손상, 오일 얼룩, 먼지, 천공이 있는 플라스틱 부품, 나쁜 비 및 안개 주입 등과 같은 제품 표면의 관련 정보를 감지할 수 있습니다.
수동 또는 기존 기계 식 방법에 비해 머신 비전 시스템은 빠른 속도, 고정밀 및 높은 정확도와 같은 일련의 장점을 가지고 있습니다. 산업 현대화의 발전과 함께, 머신 비전은 기업과 사용자에게 더 나은 제품 품질과 완벽한 솔루션을 제공하기 위해 다양한 분야에서 널리 사용되어 왔습니다.
머신비전 산업용 렌즈전문용어에 대한 자세한 설명
머신 비전 시스템에서, 렌즈는 인간의 눈과 동일하며, 주요 기능은 이미지 센서(camera)의 감광광 영역에 대상의 광학 이미지를 집중하는 것이다. 비전 시스템에 의해 처리되는 모든 이미지 정보는 렌즈를 통해 얻어지며 렌즈의 품질은 비전 시스템의 전반적인 성능에 직접적인 영향을 미칩니다. 다음은 머신 비전 산업 렌즈의 관련 전문 용어에 대한 자세한 설명입니다.
1. 왜곡
아래와 같이 핀쿠션 왜곡과 배럴 왜곡으로 나눌 수 있습니다.
2. TV 왜곡 :
왜곡된 셰이프의 실제 측면 길이와 이상적인 셰이프의 백분율로 계산된 값입니다.
3. 광학 배율
4. 모니터 줌
계산 방법:
예: VS-MS1+10x 렌즈 1/2" CCD 카메라, 14인치 모니터에 이미징
0.1mm 오브젝트는 모니터의 44.45mm 이미지입니다.
※TV 모니터의 스캔 상태에 따라 위의 간단한 계산에 약간의 변화가 있을 수 있습니다.
5. 해상도
사용된 파장(λ)/NA=해상도(μ)를 0.61배 볼 수 있는 2점 사이의 간격을 나타낸다.
위의 계산 방법은 이론적으로 해상도를 계산할 수 있지만 왜곡은 포함하지 않습니다.
※사용 파장 550nm
6.해상도
흑백 선의 수는 1mm. 단위 (lp)/mm의 중간에 볼 수 있습니다.
7. MTF (변조 전송 기능)
이미징 중에 물체 표면의 음영 변화를 재현하는 데 사용되는 공간 주파수 및 대비.
8. 작업 거리
렌즈 배럴에서 물체까지의 거리
9.O/I(이미저에 대한 개체)
오브젝트와 이미지 사이의 거리는 오브젝트와 이미지 사이의 길이입니다.
10. 이미징 서클
이미지 크기 φ 카메라 센서 크기를 입력해야 합니다.
11. 카메라 마운트
C 마운트: 직경 1인치 x 32 TPI: FB: 17.526mm
CS 마운트: 직경 1인치 x 32 TPI: FB: 12.526mm
F 마운트: FB: 46.5mm
M72-마운트: FB 제조업체는 다릅니다.
12. 시야(FOV)
시야는 카메라를 사용한 후 본 오브젝트측의 범위를 말합니다.
카메라(V)/광학 배율(M) = 시야(V)의 유효 영역의 세로 길이
카메라(H)/광학 배율(M) = 시야(H)의 유효 영역의 측면 길이
*기술 데이터의 시야는 광원 및 유효 영역의 일반 값에서 계산된 값을 나타냅니다.
카메라(V) 또는 (H)의 유효 영역의 수직 길이 = 카메라의 1픽셀 크기는 유효 픽셀(V) 또는 (H) 수의 ×.
계산합니다.
13. 필드 깊이
필드 깊이는 이미징 후 개체의 거리를 나타냅니다. 마찬가지로 카메라 측의 범위를 초점 깊이라고 합니다. 특정 필드 깊이의 값은 약간 다릅니다.
14. 초점 거리 (f)
f (초점 거리) 광학 시스템의 후방 주점(H2)에서 초점 평면까지의 거리.
15. FNO
렌즈가 무한대에서 온 경우 밝기는 값을 나타내고 값이 작을수록 더 밝습니다. FNO=초점 거리/인시던트 조리개 또는 유효 조리개=f/D
16. 효과 F
제한된 거리에서 렌즈의 밝기.
유효 F = (1 + 광학 배율) x F #
유효 F = 광학 배율 / 2NA
17. NA (숫자 조리개)
개체 측의 NA = 신 u x n
NA' 이미징 측 = 신 u'x n'
아래 그림과 같이, 입구 각 u, 오브젝트 측 n의 굴절률, 이미징 측의 굴절지수'n'
NA = NA ' x 배율
18. 가장자리 밝기
상대적 조도는 주변 조도에 대한 중앙 조도의 백분율을 말합니다.
19. 텔레센트릭 렌즈
수석 광선이 렌즈의 광원과 평행한 렌즈입니다. 개체 측에는 텔레센트리티, 이미징 측의 텔레센트리티, 양쪽에 텔레센트리티가 있습니다.
20.텔레센트릭
텔레센트리티는 개체의 배율 오류를 나타냅니다. 배율 오류가 작을수록 텔레센트리티가 높아지다. 텔레센트리티는 다양한 용도를 가지고 있습니다. 렌즈를 사용하기 전에 텔레센트리티를 파악하는 것이 중요합니다. 텔레센트릭 렌즈의 수석 광선은 렌즈의 광학 축과 평행합니다. 텔레센트리티가 좋지 않으면 텔레센트릭 렌즈의 효과가 좋지 않습니다. 텔레센트리티는 단순히 다음 그림으로 확인할 수 있습니다.
21. 심도 (DOF)
필드 깊이는 다음 수식을 사용하여 계산할 수 있습니다.
필드 심도 = 2 x 허용 COC x 유효 F /광학 배율 = 허용 오차 값 / (NA x 광학 배율)
(0.04mm 허용 COC 사용)
22. 환기 팬 및 해상도
Airy Disk는 빛이 왜곡없이 렌즈를 통해 집중될 때 동심원이 실제로 형성된다는 사실을 말합니다. 이 동심 원은 Airy Disk라고 합니다. Airy Disk의 반지름 r은 다음 수식에 의해 계산할 수 있습니다. 이 값을 해결이라고 합니다. r= 0.61λ/NA 에어리 디스크의 반경은 파장에 따라 변경됩니다. 파장이 길수록 빛이 한 지점에 집중하기가 더 어려워집니다. 예: NA0.07 렌즈 파장 550nm r=0.61*0.55/0.07=4.8μ
23.MTF 및 해상도
MTF(변조 전달 기능)는 물체의 표면의 밀도 변화를 나타내며 이미징 측도 재현된다. 렌즈의 이미징 성능, 이미징 및 재생 물체의 대비 정도를 나타냅니다. 비교 성능을 테스트하기 위해 특정 공간 주파수를 사용하는 흑백 간격 테스트가 사용됩니다. 공간 주파수는 1mm의 거리에서 밀도의 변화 정도를 의미한다.
도 1, 흑백 매트릭스 웨이브와 같이 흑백 대비는 100%입니다. 이 물체를 렌즈에 의해 촬영하면 이미지의 대비변경이 정량화됩니다. 기본적으로 어떤 렌즈에 상관없이 대조적인 감소가 있을 것입니다. 최종 대비는 0%로 줄어듭니다. 색상을 구별할 수 없습니다.
도 2 및 3은 오브젝트 측과 이미징 측 사이의 공간 주파수의 변화를 보여줍니다. 가로 축은 공간 주파수를 나타내고 세로 축은 밝기를 나타냅니다. 개체 측과 이미징 측 사이의 대비는 A및 B. MTF에 의해 계산되며 A와 B의 비율에서 계산된다.
해상도와 MTF 간의 관계: 해상도는 두 점을 분리하고 인식하는 방법 사이의 간격을 나타냅니다. 일반적으로 렌즈의 품질은 해상도의 값에서 판단할 수 있지만 실제 MTF는 해상도와 좋은 관계를 맺고 있습니다. 그림 4는 두 개의 서로 다른 렌즈의 MTF 곡선을 보여줍니다. 렌즈는 해상도가 낮지만 대비가 높습니다. 렌즈 b는 대비가 낮지만 고해상도를 가지고 있습니다.
광학 렌즈 인터페이스 소개
광학 렌즈는 머신 비전 시스템의 필수 불가결한 부분입니다. 초점 거리에 따라, 짧은 초점 렌즈, 중간 초점 렌즈 및 망원 렌즈로 나눌 수 있습니다. 시야에 따라 광각, 표준 및 망원 렌즈로 나눌 수 있습니다. 구조에 따라 고정 조리개로 나눌 수 있습니다. 초점 렌즈, 수동 홍채 고정 초점 렌즈, 자동 홍채 고정 초점 렌즈, 수동 줌 렌즈, 자동 줌 렌즈, 자동 홍채 전기 줌 렌즈, 전기 3 변수 (홍채, 초점 길이, 초점 은 가변) 렌즈 등. 인터페이스 타입에 따르면 C형 렌즈, CS형 렌즈, U형 렌즈 및 특수 렌즈로 나눌 수 있습니다.
1. C형 렌즈
C형 렌즈 플랜지 초점 거리는 접지 렌즈 병렬광의 장착 플랜지와 수렴점 사이의 거리이다. 플랜지 초점 거리는 17.526mm 또는 0.690in입니다. 설치 갈비는 직경 1in, 32 threads.in. 렌즈는 길이가 0.512in(13mm) 이하인 라인 센서에서 사용할 수 있습니다. 그러나 기하학적 왜곡 과 시장 각도 특성으로 인해 짧은 초점 렌즈가 적합한지 여부를 식별할 필요가 있습니다. 예를 들어 초점 길이가 12.6mm인 렌즈는 6.5mm 이상의 선형 어레이를 사용해서는 안 됩니다. 플랜지 초점 거리 크기가 렌즈에서 어레이까지의 거리를 결정하는 데 사용되는 경우 물체 배율이 20배 미만일 때 렌즈 어댑터를 늘려야 한다. 대부분의 렌즈의 초점 범위가 5-10%라고 가정하면 렌즈에서 이미지까지의 거리를 높이기 위해 렌즈 뒤에 어댑터 링이 추가됩니다. 렌즈 확장 거리는 초점 길이/물체 측 배율입니다. 5mm 어댑터 링을 갖춘 C 마운트 렌즈는 CS 마운트 카메라에 연결할 수 있습니다.
2.CS 타입 렌즈
CS 렌즈는 CS 포트를 사용하여 카메라에 직접 연결할 수 있지만 CS 마운트 렌즈는 C 마운트 카메라와 함께 사용할 수 없습니다.
3. U자형 렌즈
U형 렌즈는 플랜지 초점 길이 47.526mm 또는 1.7913in, M42×1의 장착 리브를 갖춘 가변 초점 길이 렌즈입니다. 주로 35mm 사진 응용 프로그램을 위해 설계, 그것은 길이 1.25in (38.1mm) 미만의 모든 어레이에 사용할 수 있습니다.
디지털 이미지 프로세싱 분야에서는 두 개의 인터페이스 사양(C 마운트 및 CS 마운트)이 있는 표준 미러 세트가 있습니다.
머리 조립. 이로 인해 아래 그림과 같이 네 가지 조합이 발생했습니다. 그 중 하나는 일치하지 않습니다 : CS 마운트 렌즈는 C 마운트 카메라와 함께 사용할 수 없습니다.
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