工业ccd镜头调整视觉检测过程中如何校准CCD工业相机|上海羊羽卓进出口贸易有限公司

视觉检测过程中如何校准CCD工业相机

在现代化的视觉检测系统中，CCD工业相机的校准环节是确保视觉检测系统准确性和可靠性的关键步骤。校准过程通常包括内部校准和外部校准，以确保相机能够精确地捕捉和解读图像。今天，小编就来和大家聊聊CCD工业相机校准的流程，下面是CCD工业相机校准的一般步骤：

1. 内部校准

内部校准主要关注相机的内部参数，包括焦距、主点、像素尺寸以及镜头畸变如径向畸变和切向畸变。

步骤：

准备校准图案： 选择一个具有已知几何特性的校准图案，如棋盘格或圆圈阵列。这些图案上的特征点必须清晰可辨。

图像采集： 使用CCD工业相机从多个角度和距离拍摄校准图案，确保覆盖相机的整个视场。

特征点检测： 在采集的图像中自动或手动识别校准图案的特征点。

参数估计： 使用这些特征点的图像坐标和已知的实际坐标，通过数学模型如针孔相机模型和优化算法估计相机的内部参数。

畸变校正： 根据得到的畸变参数，应用畸变校正算法，以减少图像中的几何失真。

2. 外部校准

外部校准关注的是相机相对于世界坐标系的位置和方向。

步骤：

定义世界坐标系： 设定一个参考坐标系，通常是与机器人或传送带相关的坐标系。

位姿估计： 利用内部校准的结果和在不同位置拍摄的校准图案图像，计算相机相对于世界坐标系的旋转和平移矩阵。

验证与调整： 检查外部校准结果的合理性，并根据需要进行调整。

3. 综合校准

将内部和外部校准的结果结合起来，形成完整的相机模型，这将允许从3D世界坐标到2D图像坐标的准确映射。

4. 校准工具和软件

通常，CCD工业相机的校准可以通过专业的视觉检测软件或开源计算机视觉库来实现。这些工具提供了内置的函数和算法，简化了校准过程。

5. 校准的维护

校准不是一次性的任务，应定期进行以应对相机或环境条件的变化。此外，如果更换了镜头、调整了相机位置或改变了其他硬件设置，也需要重新校准。

结论

正确的校准是确保CCD工业相机在视觉检测系统中提供精确测量和检测结果的前提。通过遵循上述步骤，不仅能够提高检测的准确性和一致性，还能让视觉检测技术在各个领域中发挥更加重要的作用。希望今天的分享能够对大家有所帮助！东莞市瑞科智能科技有限公司

CCD摄像机的安装与调整

一、镜头的安装方式

有C式和CS式两种，两者的螺纹均为1英寸32牙，直径为1英寸，差别是镜头距CCD靶面的距离不同，C式安装座从基准面到焦点的距离为17.562毫米，比CS式距离CCD靶面多一个专用接圈的长度，CS式距焦点距离为12.5毫米。别小看这一个接圈，如果没有它，镜头与摄像头就不能正常聚焦，图象变得模糊不清。所以在安装镜头前，先看一看摄像头和镜头是不是同一种接口方式，如果不是，就需要根据具体情况增减接圈。有的摄像头不用接圈，而采用后像调节环（如松下产品），调节时，用螺丝刀拧松调节环上的螺丝，转动调节环，此时CCD靶面会相对安装基座向后（前）运动，也起到接圈的作用。另外（如SONY，JVC）采用的方式类似后像调节环，它的固定螺丝一般在摄像机的侧面。拧松后，调节顶端的一个齿轮，也可以使图象清晰而不用加减接圈。

二、AGC ON/OFF（自动增益控制）

摄像头内有一个将来自CCD的信号放大到可以使用水准的视频放大器，其放大即增益，等效于有较高的灵敏度，然而在亮光照的环境下放大器将过载，使视频信号畸变。当开关在ON时，在低亮度条件下完全打开镜头光圈，自动增加增益以获得清晰的图象。开关在OFF时，在低亮度下可获得自然而低噪声的图像。

三、ATW ON/OFF（自动白平衡）

开关拨到ON时，通过镜头来检测光源的特性/色温，从而自动连续设定白电平，即使特性/色温改变也能控制红色和蓝色信号的增益。

四、ALC/ELC（自动亮度控制/电子亮度控制）

当选择ELC时，电子快门根据射入的光线亮度而连续自动改变CCD图像传感器的曝光时间（一般从1/50到1/10000秒连续调节）。选择这种方式时，可以用固定或手动光圈镜头替代ALC自动光圈镜头。

需要注意的是：在室外或明亮的环境下，由于ELC控制范围有限，还是应该选择ALC式镜头；在某些独特的照明条件下，可能出现下列情况：

在聚光灯或窗户等高亮度物体上有强烈的拖尾或模糊现象；

图象显著地闪烁和色彩重现性不稳定；

白平衡有周期性变化；

如果发生上述这些现象，应使用ALC镜头。

五、BLC ON/OFF（背光补偿开关）

当强大而无用的背景照明影响到中部重要物体的清晰度时，应该把开关拨到ON位置。注意： ① 当与云台配用或照明迅速改变时，建议把该开关放在OFF位置，因为在ON位置时，镜头光圈速度变慢； ② 如果所需物体不在图像中间时，背光补偿可能不会充分发挥作用。

六、LL/INT（同步选择开关）

此开关用以选择摄像头同步方式。INT为内同步2：1隔行同步；LL为电源同步。有些摄像头还有一个LL PHASE电源同步相位控制器。当摄像头使用于电源同步状态时，此装置可调整视频输出信号的相位，调整范围大概是一帧。（调整需要专业人员进行）

七、VIDEO/DC（镜头控制信号选择开关）

ALC自动光圈镜头的控制信号有两种，当需要将直流控制信号的自动光圈镜头安装在摄像头上时，应该选择DC位置，需要安装视频控制信号的自动光圈镜头时，应该选择VIDEO位置。

当选择ALC自动光圈视频驱动镜头时，还会有一个视频电平控制（VIDEO LEVEL L/H）可能需要调整，该控制器调节输出给自动光圈镜头的控制电平，用以控制镜头光圈的开大和缩小（凹进光亮）。

在摄像头的配件中，有一个黑色的小插头，插头有四个针，联接摄像头上的黑色插座。如果用DC驱动的自动光圈镜头，镜头上已经做好了插头，只要插在插座上，把选择开关拨到DC即可；如果用视频驱动的自动光圈镜头，需要用户根据说明书上的标注，用烙铁焊好。由于厂家定义不同，所以焊法也有区别，请安装时留意。

八、SOFT/SHARP（细节电平选择开关）

该开关用以调节输出图像是清晰（SHARP）还是平滑（SOFT），通常出厂设定在SHARP位置。

九、FLICKERLESS（无闪动方式）

在电源频率为50Hz的地区，CCD积累时间为1/50秒，如果使用NTSC制式摄像机，其垂直同步频率为60Hz，这样将造成视觉影像不同步，在监视器上出现闪动；反之，在电源为60Hz的地区用PAL制式摄像机也会有此现像。为克服此现像，在电子快门设置了无闪动方式档，对NTSC制式摄像机提供1/100秒，对PAL制式摄像机提供1/120秒的固定快门速度，可以防止监视器上图像出现闪烁。手动电子快门：有些用户使用CCD摄取运动速度比较快的物体，如果尾1/50秒速度拍摄，会产生拖尾现象，严重影响图像质量。有些摄像头给出了手动电子快门，使CCD的电荷偶合速度固定在某一值，例如1/500、1/1000、1/2000秒等等，此时CCD的电荷偶合速度提高，这样采集下来的图像相对来说会减少拖尾现象，而且对于观测高速运动或电火花一类物体，必须使用此设置。所以，某些专用摄像头给出了手动电子快门，提供给特殊用途的用户。手动电子快门的调整需要参看随机说明书，在此就不在赘述了

十、补充说明

有很多用户要求在晚间没有光线的环境下监控，请注意：由于CCD摄像头同样是靠光线反射来成像，如果没有光，它的图像只会是一片漆黑再加上很多雪花。如何得到图像呢？

一种方法是加可见光照明，如路灯、探照灯；一种是加红外灯（特别是要求不能安装可见光源的场合），对于彩色CCD摄像头，对红外灯响应不够，有一些日夜两用彩色摄像头在夜间会自动转换成黑白模式。所以，你的监控系统要求夜间使用，一定要采用黑白CCD摄像头。

红外灯有室内、室外，短距离和长距离之分，一般常用室内10-20米范围的红外灯，由于墙壁的反射，图像效果还不错；用在室外长距离的红外灯效果就不会很理想，而且价格昂贵，不到必要时一般不采用。

工业ccd镜头调整视觉检测过程中如何校准CCD工业相机

视觉检测过程中如何校准CCD工业相机

CCD摄像机的安装与调整