视觉系统理解度测试 3

Q01关于有效照明选择的问题

视觉系统必须利用照明。根据照明的种类及安装方法,检测对象的成像效果(对比度)截然不同。

对于诸如(1)至(3)的工件,在以下3种视觉系统用典型照明(a)至(c)中,最合适的照明是哪一种?

请从A至C中选择正确的组合。

工件的种类

铝制容器上的刻印检测
金属加工部件的刻印检测
橡胶垫片的外周缺陷检测

照明的种类

低角度照明
圆顶照明
同轴落射照明
  1. (1)・(a)、(2)・(c)、(3)・(b)
  2. (1)・(c)、(2)・(b)、(3)・(a)
  3. (1)・(b)、(2)・(c)、(3)・(a)

正确答案是,C.(1)・(b)、(2)・(c)、(3)・(a)

铝制容器上的刻印检测
金属加工部件的刻印检测
橡胶垫片的外周缺陷检测

Q02关于检测生产线速度求法的问题

使用视觉系统,对连续流来的膜片上的异物进行检测。

通过对需要检测的异物进行确认测试,得知在拍摄视野100 mm的条件下,可实施检测。此外,检测该视野所需的视觉系统时间为25 ms。请从下列选项中,选择可以在该条件下实现完整检测的最大生产线速度。

  1. 60 m/分钟
  2. 120 m/分钟
  3. 240 m/分钟
使用视觉系统,对连续流来的膜片上的异物进行检测。

正确答案是,C.240 m/分钟

按照下面的公式,将拍摄视野除以处理时间,就能算出最大生产线速度。

最大生产线速度 = 拍摄视野 ÷ 视觉系统时间

在该问题中

  • 拍摄视野=100 mm角
  • 视觉系统时间=25 ms=0.025秒

因此,最大生产线速度=100 mm÷0.025秒
=400 mm/秒
=240 m/秒

此外,视觉系统时间会根据视觉系统的能力及设定内容,发生巨大改变。根据上面的公式倒推,要支持实际最大生产线速度,需要将视觉系统时间限制在一定范围内,事先求出该范围也是一个有效的方法。

Q2 解説画像

Q03镜头的景深

“景深”,是指表示对象的拍摄图像可以在多大范围内成功对焦的特性。例如,在某条件下使用某镜头时,在镜头距离对象100 mm至105 mm的范围内可以成功对焦,则景深就是5 mm。景深越深,对焦越不容易模糊。

请从下列A至D的选项中,选择能够尽可能加深景深的正确条件组合。

  1. “选择长焦距(望远)镜头”+“尽可能缩小光圈”
  2. “选择长焦距(望远)镜头”+“尽可能开启光圈”
  3. “选择短焦距(广角)镜头”+“尽可能缩小光圈”
  4. “选择短焦距(广角)镜头”+“尽可能开启光圈”

正确答案是,C.“选择短焦距(广角)镜头”+“尽可能缩小光圈”

焦距越短(广角)的镜头,越容易对焦;光圈缩得越小,越容易对焦。这是因为,焦距越短的广角镜头,对象移动所对应的CCD上入射光线角度越浅,成像范围变长;光圈缩得越小,源自镜头周围的入射光越少,在CCD上成像的点可以被进一步锁定。

Q3 解説画像

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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