機(jī)器視覺(jué)光源選取經(jīng)驗(yàn)以及鏡頭對(duì)比分析

視覺(jué)引導(dǎo)的運(yùn)動(dòng)：如果你的應(yīng)用需要一個(gè)視覺(jué)系統(tǒng)來(lái)引導(dǎo)機(jī)器人，那么必須知道視覺(jué)系統(tǒng)與運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)是如何集成的。對(duì)于校準(zhǔn)和操作，沒(méi)集成的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)與視覺(jué)系統(tǒng)是初步的系統(tǒng)，機(jī)械人或機(jī)構(gòu)和視覺(jué)系統(tǒng)是分開(kāi)校準(zhǔn)的。在操作中，一臺(tái)獨(dú)立的視覺(jué)系統(tǒng)根據(jù)在視覺(jué)坐標(biāo)系統(tǒng)中的已知位置計(jì)算出零件位置的偏移量，然后發(fā)指令給機(jī)器人的手臂在離初始化編程的拾取位置的偏移量處拾取零件。

由于機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)可以快速獲取大量信息，而且易于自動(dòng)處理，也易于同設(shè)計(jì)信息以及加工控制信息集成，因此，在現(xiàn)代自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程中，人們將機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)廣泛地用于裝配定位、產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)、產(chǎn)品識(shí)別、產(chǎn)品尺寸測(cè)量等方面。

機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的特點(diǎn)是提高生產(chǎn)的柔性和自動(dòng)化程度。在一些不適合于人工作業(yè)的危險(xiǎn)工作環(huán)境或人工視覺(jué)難以滿足要求的場(chǎng)合，常用機(jī)器視覺(jué)來(lái)替代人工視覺(jué)；同時(shí)在大批量工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，用人工視覺(jué)檢查產(chǎn)品質(zhì)量效率低且精度不高，用機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)方法可以大大提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)的自動(dòng)化程度。而且機(jī)器視覺(jué)易于實(shí)現(xiàn)信息集成，是實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)集成制造的基礎(chǔ)技術(shù)。使用機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)五個(gè)主要原因：

重復(fù)性——機(jī)器可以以相同的方法一次一次的完成檢測(cè)工作而不會(huì)感到疲倦。與此相反，人眼每次檢測(cè)產(chǎn)品時(shí)都會(huì)有細(xì)微的不同，即使產(chǎn)品時(shí)完全相同的。

精確性——由于人眼有物理?xiàng)l件的限制，在精確性上機(jī)器有明顯的優(yōu)點(diǎn)。即使人眼依靠放大鏡或顯微鏡來(lái)檢測(cè)產(chǎn)品，機(jī)器仍然會(huì)更加精確，因?yàn)樗木饶軌蜻_(dá)到千分之一英寸。

速度機(jī)器能夠更快的檢測(cè)產(chǎn)品。特別是當(dāng)檢測(cè)高速運(yùn)動(dòng)的物體時(shí)，比如說(shuō)生產(chǎn)線上，機(jī)器能夠提高生產(chǎn)效率。

客觀性——人眼檢測(cè)還有一個(gè)致命的缺陷，就是情緒帶來(lái)的主觀性，檢測(cè)結(jié)果會(huì)隨工人心情的好壞產(chǎn)生變化，而機(jī)器沒(méi)有喜怒哀樂(lè)，檢測(cè)的結(jié)果自然非常可觀可靠。

成本——由于機(jī)器比人快，一臺(tái)自動(dòng)檢測(cè)機(jī)器能夠承擔(dān)好幾個(gè)人的任務(wù)。而且機(jī)器不需要停頓、不會(huì)生病、能夠連續(xù)工作，所以能夠極大的提高生產(chǎn)效率。

工業(yè)相機(jī)作為機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)中的核心部件，對(duì)于機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的重要性是不言而喻的。按照分類的不同，相機(jī)又分為很多種：

1、彩色相機(jī)、黑白相機(jī)：
黑白相機(jī)直接將光強(qiáng)信號(hào)轉(zhuǎn)換成圖像灰度值，生成的是灰度圖像；彩色相機(jī)能獲得景物中紅、綠、藍(lán)三個(gè)分量的光信號(hào)，輸出彩色圖像。彩色相機(jī)能夠提供比黑白相機(jī)更多的圖像信息。彩色相機(jī)的實(shí)現(xiàn)方法主要有兩種，棱鏡分光法和Bayer濾波法。棱鏡分光彩色相機(jī)，利用光學(xué)透鏡將入射光線的R、G、B分量分離，在三片傳感器上分別將三種顏色的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，最后對(duì)輸出的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行合成，得到彩色圖像。

2、CCD相機(jī)、CMOS相機(jī)
芯片主要差異在于將光轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的方式。對(duì)于CCD傳感器，光照射到像元上，像元產(chǎn)生電荷，電荷通過(guò)少量的輸出電極傳輸并轉(zhuǎn)化為電流、緩沖、信號(hào)輸出。對(duì)于CMOS傳感器，每個(gè)像元自己完成電荷到電壓的轉(zhuǎn)換，同時(shí)產(chǎn)生數(shù)字信號(hào)。

3、按靶面類型分類：面陣相機(jī)、線陣相機(jī)
相機(jī)不僅可以根據(jù)傳感器技術(shù)進(jìn)行區(qū)分，還可以根據(jù)傳感器架構(gòu)進(jìn)行區(qū)分。有兩種主要的傳感器架構(gòu)：面掃描和線掃描。面掃描相機(jī)通常用于輸出直接在監(jiān)視器上顯示的場(chǎng)合。線掃描相機(jī)用于連續(xù)運(yùn)動(dòng)物體成像或需要連續(xù)的高分辨率成像的場(chǎng)合。線掃描相機(jī)的一個(gè)自然的應(yīng)用是靜止畫面（Web InspecTIon）中要對(duì)連續(xù)產(chǎn)品進(jìn)行成像，比如紡織、紙張、玻璃、鋼板等。同時(shí)，線掃描相機(jī)同樣適用于電子行業(yè)的非靜止畫面檢測(cè)。像德國(guó)Kappa相機(jī)根據(jù)它CCD的規(guī)格也會(huì)有線陣、面陣之分。

4 按輸出模式分類：模擬相機(jī)、數(shù)字相機(jī)
根據(jù)相機(jī)數(shù)據(jù)輸出模式的不同分為模擬相機(jī)和數(shù)字相機(jī)，模擬相機(jī)輸出模擬信號(hào)，數(shù)字相機(jī)輸出數(shù)字信號(hào)。模擬相機(jī)和數(shù)字相機(jī)還可以進(jìn)一步細(xì)分，比如德國(guó)Kappa相機(jī)按數(shù)據(jù)接口又包括：USB 2.0接口、EE 1394 a / Fire Wire、Camera Link 接口、千兆以太網(wǎng)接口。模擬相機(jī)分為逐行掃描和隔行掃描兩種，隔行掃描相機(jī)又包含EIA、NTSC、CCIR、PAL等標(biāo)準(zhǔn)制式。有關(guān)接口技術(shù)的詳細(xì)介紹請(qǐng)參考采集卡及采集技術(shù)部分。

在選擇一款工業(yè)數(shù)字相機(jī)時(shí)，物體成像的速度必須充分考慮好。例如，假設(shè)在拍攝過(guò)程中，物體在曝光中沒(méi)有移動(dòng)，可用相對(duì)簡(jiǎn)單和便宜的工業(yè)相機(jī)；對(duì)于靜止或緩慢移動(dòng)的物體，面陣工業(yè)相機(jī)最適合于對(duì)靜止或移動(dòng)緩慢的物體成像。因?yàn)檎麄€(gè)面陣區(qū)域必須一次曝光，在曝光時(shí)間當(dāng)中任何的移動(dòng)會(huì)導(dǎo)致圖像的模糊，但是，運(yùn)動(dòng)模糊可以通過(guò)減少曝光時(shí)間或使用閃光燈來(lái)控制；對(duì)于快速移動(dòng)的物體，當(dāng)對(duì)運(yùn)動(dòng)的物體使用一個(gè)面陣工業(yè)相機(jī)時(shí)，需要考慮在曝光時(shí)間當(dāng)中處于工業(yè)相機(jī)當(dāng)中的運(yùn)動(dòng)對(duì)象數(shù)量，還需要考慮物體上能用一個(gè)像素表征的最小特征，也就是對(duì)象分辨率，在采集運(yùn)動(dòng)物體的圖像的拇指規(guī)則就是曝光必須發(fā)生在采集物體移動(dòng)量小于一個(gè)像素的時(shí)間內(nèi)。如果你采集的物體是在以1厘米/秒的速度勻速移動(dòng)，而且物體分辨率已經(jīng)設(shè)置為1 pixel/mm，那么需要的最大曝光時(shí)間是1/10每秒。因?yàn)槲矬w移動(dòng)一個(gè)距離恰好等于相機(jī)傳感器中的一個(gè)像素，當(dāng)使用最大曝光時(shí)間時(shí)這里會(huì)有一定數(shù)量的模糊。在這種情況下，一般傾向于將曝光時(shí)間設(shè)置的比最大值要快，比如1/20每秒，就能保持物體在移動(dòng)半個(gè)像素內(nèi)成像。如果同樣的物體以1厘米/秒的速度移動(dòng)，物體分辨率為1 pixel/微米，那么一秒中所需要的最大曝光是1/10000.曝光設(shè)置的對(duì)快取決于所采用的相機(jī)，還有你是否能夠給物體足夠的光來(lái)獲得一幅好的圖像。

機(jī)器視覺(jué)在中國(guó)的發(fā)展已有十余個(gè)年頭。過(guò)去十年是機(jī)器視覺(jué)產(chǎn)業(yè)在中國(guó)市場(chǎng)發(fā)展最快的十年，經(jīng)過(guò)一定時(shí)期的普及與推廣，機(jī)器視覺(jué)已逐漸為廣大客戶所熟知，而且應(yīng)用范圍，也逐漸開(kāi)始擴(kuò)大，大規(guī)模的應(yīng)用領(lǐng)域由起初的電子、制藥等行業(yè)，逐步擴(kuò)展到包裝、印刷等各大領(lǐng)域。

機(jī)器視覺(jué)市場(chǎng)在發(fā)展，機(jī)器視覺(jué)技術(shù)在進(jìn)步，在以不斷滿足客戶發(fā)展需求的同時(shí)，最基本需求的滿足也是不容忽視的。一直以來(lái)，我國(guó)的科技水平都處于不斷發(fā)展的階段，機(jī)器視覺(jué)技術(shù)作為科技發(fā)展的產(chǎn)物，為了更好的適應(yīng)行業(yè)需求，也在不斷的優(yōu)化升級(jí)。縱觀行業(yè)發(fā)展，國(guó)內(nèi)機(jī)器視覺(jué)市場(chǎng)機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存，而行業(yè)技術(shù)的升級(jí)更顯得尤為必要了。為順應(yīng)行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)，國(guó)內(nèi)的機(jī)器視覺(jué)技術(shù)就需要通過(guò)以下四大要素來(lái)升級(jí)。

一、系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單方便
技術(shù)參數(shù)簡(jiǎn)單化、處理技術(shù)方便化，是系統(tǒng)操作最為關(guān)鍵也是核心的要素。機(jī)器視覺(jué)技術(shù)雖然屬于高科技技術(shù)，在運(yùn)作過(guò)程中，還需要依靠不斷調(diào)整各種參數(shù)來(lái)達(dá)到最好的效果。但是目前來(lái)說(shuō)，操作人員大都技術(shù)水平有限。因此，系統(tǒng)簡(jiǎn)化是大多數(shù)客戶的較價(jià)格與質(zhì)量之后的基本需求，而系統(tǒng)簡(jiǎn)化主要包括的是檢測(cè)操作的簡(jiǎn)化與圖像處理的簡(jiǎn)化。

二、系統(tǒng)長(zhǎng)期可維護(hù)性
一個(gè)好的系統(tǒng)不僅要考慮使用性還應(yīng)考慮其在長(zhǎng)期運(yùn)做中的可維護(hù)性，機(jī)器視覺(jué)技術(shù)的穩(wěn)定性、可靠性足以使系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中，更好的發(fā)揮功能優(yōu)勢(shì)，提供有力的技術(shù)支持。

三、檢測(cè)技術(shù)穩(wěn)定可靠
在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，由于被測(cè)物體的多樣化以及機(jī)械的誤差影響，使得整個(gè)檢測(cè)過(guò)程很難是維持在平穩(wěn)的狀態(tài)。因此，這就需要機(jī)器視覺(jué)技術(shù)有很高的穩(wěn)定性，從光源照明、圖像采集到圖像存儲(chǔ)與處理都要有可以在任何環(huán)境下持續(xù)運(yùn)作的適應(yīng)能力，同時(shí)，還要盡量能采集到突出檢測(cè)對(duì)象的圖像，這樣才能給出最為穩(wěn)定、準(zhǔn)確、清晰的檢測(cè)結(jié)果，才能為生產(chǎn)或質(zhì)檢工作提供技術(shù)支持。

四、系統(tǒng)性價(jià)比值高
在保障質(zhì)量的基礎(chǔ)上，客戶最為關(guān)心的莫過(guò)于價(jià)格問(wèn)題。機(jī)器視覺(jué)技術(shù)不斷升級(jí)本是件對(duì)客戶有益的事，但如果只是一味的使用昂貴的部件，就會(huì)造成價(jià)格的大幅提升，對(duì)于大部分的用戶來(lái)說(shuō)，無(wú)疑增添了負(fù)擔(dān)。性能好、價(jià)格低的系統(tǒng)才是能滿足最基本需求的，因此性價(jià)比是衡量一個(gè)系統(tǒng)的重要標(biāo)志，也是客戶選擇產(chǎn)品最重要的指標(biāo)之一。

中國(guó)是世界的制造工廠，目前全球幾乎所有的知名企業(yè)都把生產(chǎn)工廠放在中國(guó)，機(jī)器作業(yè)代替人員操作已成為市場(chǎng)優(yōu)勝劣汰的必然選擇。機(jī)器視覺(jué)產(chǎn)業(yè)在中國(guó)有著非常廣闊而光明的前景，也使中國(guó)機(jī)器視覺(jué)市場(chǎng)成為全球機(jī)器視覺(jué)企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)焦點(diǎn)，因此我們要抓住時(shí)機(jī)，不斷引進(jìn)各項(xiàng)高新技術(shù)，促進(jìn)行業(yè)的快速發(fā)展。

在機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)中,獲得一張高質(zhì)量的可處理的圖像是至關(guān)重要。系統(tǒng)之所以成功，首先要保證圖像質(zhì)量好，特征明顯,。一個(gè)機(jī)器視覺(jué)項(xiàng)目之所以失敗，大部分情況是由于圖像質(zhì)量不好，特征不明顯引起的。要保證好的圖像，必須要選擇一個(gè)合適的光源。

光源選型基本要素： 對(duì)比度：對(duì)比度對(duì)機(jī)器視覺(jué)來(lái)說(shuō)非常重要。機(jī)器視覺(jué)應(yīng)用的照明的最重要的任務(wù)就是使需要被觀察的特征與需要被忽略的圖像特征之間產(chǎn)生最大的對(duì)比度，從而易于特征的區(qū)分。對(duì)比度定義為在特征與其周圍的區(qū)域之間有足夠的灰度量區(qū)別。好的照明應(yīng)該能夠保證需要檢測(cè)的特征突出于其他背景。

亮度：當(dāng)選擇兩種光源的時(shí)候，最佳的選擇是選擇更亮的那個(gè)。當(dāng)光源不夠亮?xí)r，可能有三種不好的情況會(huì)出現(xiàn)。第一，相機(jī)的信噪比不夠；由于光源的亮度不夠，圖像的對(duì)比度必然不夠，在圖像上出現(xiàn)噪聲的可能性也隨即增大。其次，光源的亮度不夠，必然要加大光圈，從而減小了景深。另外，當(dāng)光源的亮度不夠的時(shí)候，自然光等隨機(jī)光對(duì)系統(tǒng)的影響會(huì)最大。

魯棒性：另一個(gè)測(cè)試好光源的方法是看光源是否對(duì)部件的位置敏感度最小。當(dāng)光源放置在攝像頭視野的不同區(qū)域或不同角度時(shí)，結(jié)果圖像應(yīng)該不會(huì)隨之變化。方向性很強(qiáng)的光源，增大了對(duì)高亮區(qū)域的鏡面反射發(fā)生的可能性，這不利于后面的特征提取。

好的光源需要能夠使你需要尋找的特征非常明顯，除了是攝像頭能夠拍攝到部件外，好的光源應(yīng)該能夠產(chǎn)生最大的對(duì)比度、亮度足夠且對(duì)部件的位置變化不敏感。光源選擇好了，剩下來(lái)的工作就容易多了。具體的光源選取方法還在于試驗(yàn)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn):

1、環(huán)形光源
提供不同照射角度、不同顏色組合，更能突出物體的三維信息；高密度LED陣列，高亮度；多種緊湊設(shè)計(jì)，節(jié)省安裝空間；解決對(duì)角照射陰影問(wèn)題；可選配漫射板導(dǎo)光，光線均勻擴(kuò)散。應(yīng)用于：PCB基板檢測(cè)，IC元件檢測(cè)，顯微鏡照明，液晶校正，塑膠容器檢測(cè)，集成電路印字檢查。

2、背光源
用高密度LED陣列面提供高強(qiáng)度背光照明，能突出物體。的外形輪廓特征，尤其適合作為顯微鏡的載物臺(tái)。紅白兩用背光源、紅藍(lán)多用背光源，能調(diào)配出不同顏色，滿足不同被測(cè)物多色要求。應(yīng)用于：機(jī)械零件尺寸的測(cè)量，電子元件、IC的外型檢測(cè)，膠片污點(diǎn)檢測(cè)，透明物體劃痕檢測(cè)等。

3、條形光源
較大方形結(jié)構(gòu)被測(cè)物的首選光源；顏色可根據(jù)需求搭配，自由組合；照射角度與安裝隨意可調(diào)。應(yīng)用于：金屬表面檢查，圖像掃描，表面裂縫檢測(cè)，LCD面板檢測(cè)等。

4、同軸光源 光的一致性好

可以消除物體表面不平整引起的陰影，從而減少干擾；部分采用分光鏡設(shè)計(jì)，減少光損失，提高成像清晰度，均勻照射物體表面。應(yīng)用于：系列光源最適宜用于反射度極高的物體，如金屬、玻璃、膠片、晶片等表面的劃傷檢測(cè)，芯片和硅晶片的破損檢測(cè)，Mark點(diǎn)定位，包裝條碼識(shí)別。

5、AOI專用光源
不同角度的三色光照明，照射凸顯焊錫三維信息；外加漫射板導(dǎo)光，減少反光；不同角度組合；應(yīng)用于：電路板焊錫檢測(cè)。

6、球積分光源
具有積分效果的半球面內(nèi)壁，均勻反射從底部360度發(fā)射出的光線，使整個(gè)圖像的照度十分均勻。應(yīng)用于：合于曲面，表面凹凸，弧形表面檢測(cè)，或金屬、玻璃表面反光較強(qiáng)的物體表面檢測(cè)。

7、線形光源
超高亮度，采用柱面透鏡聚光，適用于各種流水線連續(xù)檢測(cè)場(chǎng)合。:陣相機(jī)照明專用，AOI專用。

8、點(diǎn)光源
大功率LED，體積小，發(fā)光強(qiáng)度高；光纖鹵素?zé)舻奶娲?，尤其適合作為鏡頭的同軸光源等；高效散熱裝置，大大提高光源的使用壽命。應(yīng)用于：適合遠(yuǎn)心鏡頭使用，用于芯片檢測(cè)，Mark點(diǎn)定位，晶片及液晶玻璃底基校正。

9、組合條形光源
四邊配置條形光，每邊照明獨(dú)立可控；可根據(jù)被測(cè)物要求調(diào)整所需照明角度，適用性廣。應(yīng)用案例:CB基板檢測(cè)，IC元件檢測(cè)，焊錫檢查，Mark點(diǎn)定位，顯微鏡照明，包裝條碼照明，球形物體照明等。

10、對(duì)位光源
對(duì)位速度快；視場(chǎng)大；精度高；體積小，便于檢測(cè)集成；亮度高，可選配輔助環(huán)形光源。是全自動(dòng)電路板印刷機(jī)對(duì)位的專用光源。

鏡頭的選擇過(guò)程，是將鏡頭各項(xiàng)參數(shù)逐步明確化的過(guò)程。作為成像器件，鏡頭通常與光源、相機(jī)一起構(gòu)成一個(gè)完整的圖像采集系統(tǒng)，因此鏡頭的選擇受到整個(gè)系統(tǒng)要求的制約。一般地可以按以下幾個(gè)方面來(lái)進(jìn)行分析考慮。

一、波長(zhǎng)、變焦與否
鏡頭的工作波長(zhǎng)和是否需要變焦是比較容易先確定下來(lái)的，成像過(guò)程中需要改變放大倍率的應(yīng)用，采用變焦鏡頭，否則采用定焦鏡頭就可以了。
關(guān)于鏡頭的工作波長(zhǎng)，常見(jiàn)的是可見(jiàn)光波段，也有其他波段的應(yīng)用。是否需要另外采取濾光措施？單色光還是多色光？能否有效避開(kāi)雜散光的影響？把這幾個(gè)問(wèn)題考慮清楚，綜合衡量后再確定鏡頭的工作波長(zhǎng)。

二、特殊要求優(yōu)先考慮
結(jié)合實(shí)際的應(yīng)用特點(diǎn)，可能會(huì)有特殊的要求，應(yīng)該先予明確下來(lái)。例如是否有測(cè)量功能，是否需要使用遠(yuǎn)心鏡頭，成像的景深是否很大等等。景深往往不被重視，但是它卻是任何成像系統(tǒng)都必須考慮的。

三、工作距離、焦距
工作距離和焦距往往結(jié)合起來(lái)考慮。一般地，可以采用這個(gè)思路：先明確系統(tǒng)的分辨率，結(jié)合CCD像素尺寸就能知道放大倍率，再結(jié)合空間結(jié)構(gòu)約束就能知道大概的物像距離，進(jìn)一步估算鏡頭的焦距。所以鏡頭的焦距是和鏡頭的工作距離、系統(tǒng)分辨率（及CCD像素尺寸）相關(guān)的。

四、像面大小和像質(zhì)
所選鏡頭的像面大小要與相機(jī)感光面大小兼容，遵循“大的兼容小的”原則——相機(jī)感光面不能超出鏡頭標(biāo)示的像面尺寸——否則邊緣視場(chǎng)的像質(zhì)不保。像質(zhì)的要求主要關(guān)注MTF和畸變兩項(xiàng)。在測(cè)量應(yīng)用中，尤其應(yīng)該重視畸變。

五、光圈和接口
鏡頭的光圈主要影響像面的亮度。但是現(xiàn)在的機(jī)器視覺(jué)中，最終的圖像亮度是由很多因素共同決定的：光圈、相機(jī)增益、積分時(shí)間、光源等等。所以為了獲得必要的圖像亮度有比較多的環(huán)節(jié)供調(diào)整。鏡頭的接口指它與相機(jī)的連接接口，它們兩者需匹配，不能直接匹配就需考慮轉(zhuǎn)接。

六、鏡頭的其它類別：
線陣鏡頭：配合線陣相機(jī)使用的鏡頭。采用掃描式的工作方式，需要鏡頭與目標(biāo)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，每次曝光成像一條線，多次曝光組成一幅圖像。線陣掃描成像的特點(diǎn)：CCD線陣方向的圖像分辨率固定，而在目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)方向上，空間采樣頻率與運(yùn)動(dòng)的相對(duì)速度有關(guān)。

從成像的角度講，線陣鏡頭和其它類型的鏡頭并沒(méi)有本質(zhì)的差異。只是對(duì)鏡頭的使用方式不同而已。

顯微鏡頭：為了看清目標(biāo)的細(xì)節(jié)特征，顯微鏡頭一般使用在高分辨率的場(chǎng)合。它們基本的特點(diǎn)是工作距離短，放大倍率高，視場(chǎng)小。

遠(yuǎn)心鏡頭：物方主光線平行于光軸主光線的會(huì)聚中心位于物方無(wú)限遠(yuǎn)，稱之為物方遠(yuǎn)心光路。作用：可以消除物方由于調(diào)焦不準(zhǔn)確帶來(lái)的測(cè)量誤差。

機(jī)器視覺(jué)光源是機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)中不可或缺的一部分，它的選擇直接影響輸入數(shù)據(jù)的質(zhì)量和應(yīng)用效果。由于沒(méi)有通用的機(jī)器視覺(jué)照明設(shè)備，所以針對(duì)每個(gè)特定的應(yīng)用實(shí)例，要選擇相應(yīng)的照明裝置，以達(dá)到最理想的應(yīng)用效果。

照明系統(tǒng)是機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)最為關(guān)鍵的部分之一，直接關(guān)系到系統(tǒng)的成敗。好的打光設(shè)計(jì)能夠使我們得到一幅好的圖象，從而改善整個(gè)系統(tǒng)的分辨率，簡(jiǎn)化軟件的運(yùn)算，而不適合的照明，則會(huì)引起很多的問(wèn)題。
1、照亮目標(biāo)，提高亮度
2、用作測(cè)量的工具或參照物
3、克服環(huán)境光干擾，保證圖象穩(wěn)定性；
4、 形成有利于圖象處理的效果；

機(jī)器視覺(jué)光源的選擇

1、物體表面：如使機(jī)器視覺(jué)照明復(fù)雜化的是物體表面的變化造成的。如果所有物體表面是相同的，在解決實(shí)際應(yīng)用的時(shí)候就沒(méi)有必要采用不同的光源技術(shù)了。但由于物體表面的不同，因此需要觀察視野中的物體表面，并分析光源入射的反映。

2、控制反射：如果反射光可以控制，圖像就可以控制。在涉及機(jī)器視覺(jué)應(yīng)用的光源設(shè)計(jì)時(shí)，最重要的原則就是控制好哪里的光源反射到透鏡及反射的程度。機(jī)器視覺(jué)的光源設(shè)計(jì)就是對(duì)反射的研究。在視覺(jué)應(yīng)用中，當(dāng)觀測(cè)一個(gè)物體以決定需要什么樣的光源的時(shí)候，首先要弄清楚如何才能讓物體顯現(xiàn)？我如何才能應(yīng)用光源使必須的光反射到鏡頭中以獲得物體外表？

3、光源可預(yù)測(cè)： 當(dāng)光源入射到物體表面的時(shí)候，光源的反映是可以預(yù)測(cè)的。光源可能被吸收或被反射。光可能被完全吸收(黑金屬材料，表面難以照亮)或者被部分吸收(造成了顏色的變化及亮度的不同)。不被吸收的光就會(huì)被反射，入射光的角度等于反射光的角度，這個(gè)科學(xué)的定律大大簡(jiǎn)化了機(jī)器視覺(jué)光源，因?yàn)槔硐氲南攵ǖ男Ч梢酝ㄟ^(guò)控制光源而實(shí)現(xiàn)。

一幅好的圖象具備以下條件：
1. 對(duì)比度明顯，目標(biāo)與背景的邊界清晰
2. 背景盡量淡化而且均勻，不干擾圖象處理；
3. 與顏色有關(guān)的還需要顏色真實(shí)，亮度適中，不過(guò)度曝光。
4. 整體亮度均勻，整體不均勻灰度差不影響圖象處理；

工業(yè)相機(jī)是機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)中的一個(gè)關(guān)鍵組件，其最本質(zhì)的功能就是將光信號(hào)轉(zhuǎn)變成小型高清工業(yè)相機(jī)為有序的電信號(hào)。