视觉系统理解度测试 2

Q01关于有效照明颜色的问题

金子和银子,你喜欢哪个?从价值上来看,当然是金子吧。那么,金色和银色又如何呢?这是能够区分喜好的选项呢。通过黑白相机观察金色和银色,看上去几乎都是同样的灰色。

用白色照明观察时

彩色相机图像
灰度相机图像

能够获取金色和银色间高对比度图像的照明颜色是哪一种?

  1. 红色
  2. 蓝色
  3. 黄色
  4. 绿色

正确答案是,B.蓝色

这个问题,考的是对金属色波长的反射率。比较金色和银色时,银色处于可见光的长波段中,具有高反射率,而金色对500 nm以下的蓝色光的反射率较低。因此,用蓝色照明照射金色时,因反射率较低,将呈现黑色。照片的蓝色照明中,金色呈现黑色,可以发现金色与银色的对比度,比红色照明时大。辨别金色和银色,还是要依靠蓝色照明!

用蓝色照明观察时

用蓝色照明观察时
灰度相机图像

用红色照明观察时

用红色照明观察时
灰度相机图像

发现金色呈现黑色,且金色和银色的对比度差距大。

Q02关于外径测量与镜头选择的问题

使用视觉系统,检测直径约10 mm的圆柱形工件外径尺寸。

在下列镜头中,按照理想顺序,哪个选项是正确的排列?

  1. 焦距=6 mm镜头
  2. 焦距=25 mm镜头
  3. 远心镜头

按照优先度从高到低的顺序

  1. (2)→(1)→(3)
  2. (3)→(2)→(1)
  3. (1)→(2)→(3)

正确答案是,B.(3) → (2) → (1)

(1) 远心镜头

(1) 远心镜头

(2) 25 mm 镜头

(2) 25 mm 镜头

(3) 6 mm 镜头

(3) 6 mm 镜头

用视觉系统实施尺寸检测时,镜头的特性会影响检测精度。这个问题,考的是远心镜头和长/短焦距镜头的比较。镜头的焦距=视角(视野的扩张角度)较大时,一旦目标物距离相机忽近忽远,目标物成像的大小也会发生巨大的改变,相信大家都能想象到这一点。也就是说,需要检测尺寸时,镜头的视角越接近0°,尺寸的变化程度越小。因此,在25 mm镜头和6 mm镜头中,视角更窄的25 mm镜头显然更合适。另外,远心镜头的视角几乎为0°,被施加这种光学设计的镜头,是非常适合用于尺寸检测的。

综上所述,答案就是B. (3)远心镜头→(2)25 mm镜头→(1)6 mm镜头。

Q03关于有效预处理功能的问题

为了将相机拍摄的原始图像,加工成适用于视觉系统检测的图像,配备了各类“预处理功能”。通过有效利用“预处理功能”,可以使视觉系统的检测稳定性飙升。

对于下面这2张图像,要实现注释中的效果,最合适的功能是哪一种呢?请从选项A至C中,选择正确的功能组合。

(1)需要进一步增强黑点
(2)需要消除竖线
  1. (1)=膨胀滤波器、(2)=收缩滤波器
  2. (1)=收缩滤波器、(2)=边缘抽取Y滤波器
  3. (1)=收缩滤波器、(2)=边缘抽取X滤波器

正确答案是,B.(1)=收缩滤波器、(2)=边缘抽取Y滤波器

针对(1),收缩滤波器可以增强黑点。通常情况下,收缩滤波器都会向明亮侧收缩,可获得黑点膨胀的图像。

原始图像

原始图像

收缩滤波器图像

收缩滤波器图像

黑点周围的白色部分会发生收缩, 使黑点膨胀。

膨胀滤波器图像

膨胀滤波器图像

黑点周围的白色部分会发生膨胀, 使黑点缩小或消失。

针对(2),边缘抽取Y滤波器可以消除竖线。由于增强了画面水平方向的边缘,垂直方向的竖线减弱。

原始图像

原始图像

边缘抽取Y滤波器

边缘抽取Y滤波器

水平方向被增强,竖线消失。

边缘抽取X滤波器

边缘抽取X滤波器

垂直方向被增强,竖线的对比度 提高。

Q04关于生产线速度和快门速度的问题

通常情况下,拍摄高速移动体时,为了避免移动目标物的轮廓模糊,会将快门速度设定为高速。另一方面,在拍摄诸如黑暗夜空中的星星等对象时,必须有充分的曝光时间,会将快门速度设定得较慢。

以视觉系统传感器视野100 mm(CCD尺寸:500像素 × 500像素*)的条件使用时,目标物以1000 mm/ 秒的速度通过。需要抑制焦点散景,拍摄尽可能明亮的图像时,哪种快门速度最理想呢?

*为了便于计算,设定了500像素 × 500像素,实际上并不存在该尺寸的CCD。

  1. 1/500秒
  2. 1/1000秒
  3. 1/10000秒
  4. 1/50000秒

正确答案是,C.1/10000秒

该问题的知识点,还能够用于数码单反相机的手动操作,请牢牢记住。

为了抑制焦点散景,快门速度越快越好,但太快就无法保障充足的曝光时间,使图像变暗。要消除焦点散景的影响,拍摄清晰的图像,就要根据目标物移动1像素的1/2的时间,将快门速度设定在该时间以内。这是因为,在移动1像素距离到一半时,就能完成曝光。

  1. 首先,求出1像素的1/2的尺寸。视野为100 mm(CCD尺寸:500像素 × 500像素)
    100 mm ÷ 500像素 ÷ 2 = 0.1 mm
  2. 下面求移动0.1 mm的时间。
    0.1 mm ÷ 1000 mm/秒 = 0.0001秒 = 1/10000秒

因此答案为C. 1/10000秒

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