视觉检测基础分享篇——360度工业镜头

工业镜头是机器视觉检测系统中不可或缺的一环。随着科技的不断发展，应用也愈发广阔。镜头种类繁多，今天主要给介绍一款可以进行全方位检测的特殊镜头——360度工业镜头。

360°工业镜头特点

1、视角广阔：只需使用单个镜头就可以完成产品的全景拍摄，提升检测效率。

2、成像清晰度更高，能够真实的还原产品图像，提高软件检测精度；

3、检测更稳定，能够进行多面成像物体检测。

360°镜头工作原理

在检测过程中，通过镜头的旋转完成对物体的全面检测，通常采用鱼眼镜头或全景镜头，可以完成对一个球形场景的拍摄。在检测过程中，通过拖动照片中心进行视角的移动，完成对全场景的拍摄。在部分360°镜头中使用的3D镜头，还能完成三维立体的检测。

360°镜头使用场景

360°镜头在工业中的使用非常广泛，被广泛的应用于各种需要进行全方位检测的场景中。如对产品内壁进行检测，筛选出隐藏在产品内部的划伤、脏污等缺陷。

360°镜头分类

根据使用场景和适用领域的不同，360°工业镜头分为两种，分别是：外壁检测镜头和内壁检测镜头。

外壁检测镜头

主要适用于瓶盖、螺丝、电池等小件物体的缺陷外观检测，但是在检测过程中容易产生图像畸变，所以只能进行外观检测，不能进行尺寸测量。

在针对小件物体进行检测过程中，采用一个工业镜头搭配一台相机，从待检物体的上方进行拍摄，将物体环外侧信息通过折反射的原理，在一张图片上成圆冠状成像，简化视觉系统。

内壁检测镜头

主要用于检测具有空腔的物体内壁表面，包括瓶盖、水杯、螺丝等物体，通过使用360°内壁镜头可以从外壁进行检测，避免将镜头至于产品内部可能对待检物体造成的二次伤害。

工业镜头种类繁多，没有通用的打光方案和镜头使用指南，需要根据客户需求进行调整。在出具方案之前，需要先了解不同型号光源的区别和打光效果、使用场景，掌握之后，打光过程才能水到渠成。更多相机、镜头、光源选型技巧，欢迎私信咨询。

镜头选型大有学问，汇萃智能手把手带你入门镜头选型

在整个机器视觉系统中，镜头是图像采集部分的重要成像部件。因为受到整个系统的制约，所以机器视觉镜头选型的正确与否直接影响着整个机器视觉系统。镜头的基本功能就是实现光束变换，镜头的质量直影响到机器视觉系统的整体性能，合理地选择和安装镜头，是机器视觉系统设计的重要环节。

工业镜头选型需要确定的信息

1、是否需要用到远心镜头

2、是否需要用到滤光片

3、是否对镜头景深有要求

4、镜头是否兼容相机芯片尺寸

5、镜头的接口是否和相机一致

6、镜头的最近工作距离确认

7、镜头焦距的确认

8、镜头的畸变是否会影响到视觉检测

工业相机类型分析

1、按焦距分类：定焦镜头、变焦镜头

定焦镜头：焦距固定，光圈可调，带聚焦微调，只有较小的工作距离，视野范围随着距离变化。

变焦工业镜头：焦距可以连续变化，尺寸比定焦镜头大，适合物体变化，像素质量不如定焦镜头。

2、按镜头接口分类：C口、CS口

C接口是目前机器视觉系统中应用比较广泛的镜头接口之一，具有重量轻，体积小，经济多样等优势。

CS接口添加一个转接环即可变换成C接口上，C接口的法兰距是17.5mm。它们之间相差5mm。

3、特殊镜头：显微镜头、微距镜头、远心镜头

显微镜头一般是指成像比例大于10:1的拍摄系统所用，但由于现在的摄像机的像元尺寸已经做到3微米以内，所以一般成像比例大于2:1时也会选用显微镜头。

微距镜头一般是指成像比例为2:1到1:4的范围内的特殊设计的镜头。在对图像质量要求不是很高的情况下，一般可采用在镜头和摄像机之间加近摄接圈的方式或在镜头前加近拍镜的方式达到放大成像的效果。

远心镜头主要是为纠正传统镜头的视差而特殊设计的镜头，它可以在一定的物距范围内，使得到的图像放大倍率不会随物距的变化而变化，这对被测物不在同一物面上的情况是非常重要的应用。

4、按不可见光：红外镜头、紫外镜头

一般镜头是针对可见光范围内的使用设计的，由于同一光学系统对不同波长的光线折射率的不同，导致同一点发出的不同波长的光成像时不能会聚成一点而产生色差。常用镜头的消色差设计也是针对可见光范围的，紫外镜头和红外镜头即是专门针对紫外线和红外线进行设计的镜头。

工业相机参数分析

1、焦距

焦距是指镜头的光学中心到成像面焦点的距离，焦距长短决定拍摄的工作距离成像大小、视场大小、景深大小，一般常用的镜头焦距为4mm、6mm、8mm、12mm、16mm、25mm、35mm、50mm、75mm。

2、光圈

光圈系数是镜头的重要内部参数，它就是镜头相对孔径的倒数，光圈系数的标称值数字越大，也就表示其实际光圈就越小。

光圈系数（F）=有效焦距（f）/通光孔径（D）

3、工作距离

工作距离指的是镜头第一个面到所需成像物体的距离。它与视场大小成正比。

工作距离/视野范围长边（或短边）=焦距f/CCD长边（或短边）

4、视场

视场指观测物体的可视范围，也就是充满相机采集芯片的物理部分，对于镜头而言，可观察到的视场跟镜头放大倍率及相机芯片选择有关。因此通常建议根据被观察物体的尺寸，先确定所需的视场，再确定相机芯片尺寸及镜头放大倍率一般镜头视野范围比被测物稍大一点。

5、放大倍率

远心镜头放大倍率一般为定值，因此安装高度也是固定的，因此我们可以根据相机来选择我们需要的镜头，或者根据镜头来选择我们需要的相机。

光学倍率 = 芯片尺寸/视野大小

6、分辨率

镜头的分辨率是指在成像平面上1mm间距内能分辨开的黑白相间的线条对数，它的单位是“线对/毫米”。 分辨率越高的镜头，所拍摄的影像越清晰细腻，镜头的分辨率需要大于等于相机分辨率。

7、景深

镜头在垂直方向上能清晰成像的空间距离，称为景深。在实际应用时，当需要大的景深无法满足时，可考虑减小光圈，增大曝光时间或光源亮度来满足。

光圈越大，景深越小，光圈越小，景深越大；焦距越长，景深越小，焦距越短，景深越大；物距越长，景深越大，物距越短，景深越小。

8、畸变

镜头在成像时，图像会产生形变，叫做镜头的畸变。通常情况，拍摄的视场越大所用的镜头焦距越短畸变越大。在实际应用中若对拍摄图像要求较高的可采用远心镜头，能很大程度的减小畸变。

汇萃智能作为机器视觉核心技术的领航者，已经在工业机器视觉领域取得了显著的成果。我们的机器视觉智能软件 HCvisionQuick搭载配套硬件包括视觉处理器、相机、光源、镜头及附属配件等，能够很好地满足包括检测在内的多种视觉需求，为客户提供高精度、高稳定性的机器视觉解决方案。

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