除成像系统硬件外,相机与物体之间的相对位置关系也会对图像质量的稳定性产生影响,如相机或工件的机械支撑结构如果存在震动,会影响检测精度,且这也是一个难以排查的问题。在动态下检测工件,需要考虑运动模糊对图像精度的影响(模糊像素=物体运动速度*相机曝光时间)。另外,CCD相机与被测零件之间在理性状况下应为相机镜头光轴垂直于零件所在平面,但实际使用中,由于安装误差或相机、工件制造误差等原因不能保证光轴与被测平面完全垂直,存在一定角度偏差,同样对测量精度产生影响。
4保证稳定性的解决方法
4.1硬件选择与设计
成像系统的硬件选择尤为重要,通过以上对CCD相机与CMOS相机的分析可知,如果没有特殊的要求,比如摄像速度较高(CMOS具有更快的读出速度),CCD传感器相机是保证图像质量和稳定性的首要选择,其中相机的分辨率和帧率主要根据检测精度和检测速度来选择,通过计算检测物体的视场大小与相机与被测物之间的距离决定合适的分辨率,考虑被测物体的运动速度与检测精度要求选择相机的帧率。
对于镜头,主要需要根据相机的极限分辨率来选取对应的镜头分辨率,选择大于相机极限分辨率的相机即可,还需要根据工作距离与视野计算镜头的焦距,并根据被测物体与相机的距离变化选用合适的景深。在高精度测量下,要保证测量精度,除以上参数的正确选择之外,可以选择几何畸变相对于普通镜头小的远心镜头,远心镜头不仅几何畸变较小,还能减小物体距离变化带来的误差。
如无特殊要求而采用X射线等不可见光光源,对于可见光光源,应**考虑使用LED光源,在对采集图像质量有决定性影响的光源均匀性上,LED光源明显优于卤素灯、日光灯等其它光源,而且它还具有耗电低、使用寿命长和对环境无污染的优点。同时,为了减小外界光对视觉系统稳定性的影响,可以通过增加光源箱的方式屏蔽外界光源。