Vision China 2020上海機器視覺展火熱進行中！

2020年Vision China上海機器視覺展，正式開幕啦~

相機標定的理解及原理（二）

世界平面測量與校正 與觀察和檢查平面（平坦）表面或放置在此類表面（例如傳送帶）上的物體有關的視覺系統(tǒng)可以利用Adaptive Vision Studio的圖像到世界平面轉換機制，該機制可以： 從原始圖像上的位置計算現實世界的坐標。例如，這對于與外部設備（例如工業(yè)機器人）的互操作性至關重要。假設在圖像上檢測到對象，并且需要將其位置傳輸到機器人。檢測到的對象位置以圖像坐標給出，但是機器人在現實世界中使用不同的坐標系進行操作，需要一個由世界平面定義的通用坐標系。 將圖像校正到世界平面上。當使用原始圖像進行圖像分析不可行時（由于高度的鏡頭和/或透視失真），這是必需的。對校正圖像執(zhí)行的分析結果也可以轉換為由世界平面坐標系定義的真實坐標。另一個用例是將所有攝像機的圖像校正到公共世界平面上的多攝像機系統(tǒng)校正，從而在這些校正后的圖像之間提供簡單且定義明確的關系，從而可以輕松疊加或拼接。 下圖顯示了圖像坐標系。圖像坐標以像素表示，原點（0,0）對應于圖像的左上角。X軸從圖像的左邊緣開始，并向右邊緣。Y軸從圖像的頂部開始向圖像的底部開始。所有圖像像素都具有非負坐標。 圖像坐標中的方向和像素位置 這個世界平面是一個特殊的平面，在真實的三維世界中定義。它可以任意放置在相機上，有一個定義的原點和XY軸。 下面的圖像顯示了世界平面。第一幅圖像呈現原始圖像，這是由一個尚未安裝在感興趣物體上方的相機拍攝的。第二個圖像顯示的是世界平面，它已與物體所在的表面對齊。這允許從原始圖像上的像素位置計算世界坐標，或者進行圖像校正，如下一幅圖像所示。 不完全定位的相機捕獲的感興趣對象 世界平面坐標系疊加在原始圖像上 圖像到世界平面坐標的計算 圖像校正，在世界坐標下，將從點(0，0)到(5，5)的區(qū)域裁剪 如何實現相機標定？ 使用針孔相機模型 濾波器通過有效地最小化RMS重投影誤差（圖像上觀察到的網格點之間的平均平方距離的平方根），從一組平面校準網格中估計攝像機的固有參數-焦距，主點位置和畸變系數，使用估計的參數（即網格姿態(tài)和相機參數）將關聯的網格坐標投影到圖像平面上。如果至少一個校準網格不垂直于相機的光軸，則可以通過濾鏡計算焦距?；蛘撸梢酝ㄟ^inFocalLength將焦距設置為固定值。inFocalLength以像素為單位測量，可以通過傳感器和鏡頭參數計算得出： 其中f_pix焦距測量為像素，f_鏡頭焦距測量為毫米，pp-傳感器像素間距測量為每像素毫米，d-攝像機結合或/和圖像縮小因子。 InFocalLength也可以從視角獲得，對于水平情況，適用以下公式： 其中f_pix焦距以像素為單位，w-圖像寬度，α-水平視角 支持一些失真模型類型。最簡單的部門支持大多數用例，即使校準數據稀疏也具有可預測的行為。高階模型可能更準確，但是它們需要更大的高質量校準點數據集，通常需要在低于0.1 pix的整個圖像量級上實現高水平的位置精度。當然，這只是經驗法則，因為每個鏡頭都不同，并且有例外。 失真模型類型與OpenCV兼容，并使用標準化圖像坐標用方程表示： 分部失真模型 多項式失真模型 多項式--薄棱鏡畸變模型其中，x’和y’不失真，x”和y”是失真的歸一化圖像坐標。 相機模型可直接用于獲取未失真的圖像（該圖像將由具有相同基本參數的相機拍攝，但不存在鏡頭失真），但是在大多數情況下，相機校準只是某些條件的先決條件其他操作。例如，當使用照相機檢查平面（或放置在該表面上的物體）時，需要照相機模型來執(zhí)行世界平面校準 一組用于基本校準的柵格圖像 使用OUT ReprojectionErrorSegments用于識別圖像點及其網格坐標的不良關聯。 InImageGrids-兩分交換校準網格的提取 相機校準和圖像到世界平面的轉換計算均使用具有網格索引的圖像點陣列形式的提取的校準網格，即帶注釋的點。 網格的實際坐標是2D，因為平面網格上任何點的相對坐標都是0。 Adaptive Vision Studio為幾種標準網格格式提供了提取過濾器（例如DetectCalibrationGrid_Chessboard和DetectCalibrationGrid Circles）。 獲得高精度結果的最重要因素是提取的校準點的精度和準確性。校準網格應盡可能平坦且堅硬（紙板不是合適的支撐材料，厚玻璃是完美的選擇）。拍攝校準圖像時，請注意適當的條件：通過適當的相機和柵格安裝座最大程度地減少運動模糊，防止來自校準表面的反射（最好使用漫射照明）。使用自定義校準網格時，請確保點提取器可以達到亞像素精度。驗證真實網格坐標的測量結果是否準確。另外，使用棋盤格校準格時，請確保整個校準格在圖像中可見。否則，將不會檢測到它，因為檢測算法需要在棋盤周圍有幾個像素寬的空白區(qū)域。請注意列數和行數，因為提供誤導性數據可能會使算法無法正常工作或根本無法工作。 使用圓點標定板的圖片示例： 使用棋盤標定版的圖片示例，只需要拍攝標定板的圖片，并通過ImageObjectsToWorldPlane：Points過濾器模塊，輸入棋盤格的尺寸以及棋盤格所對應的像素，即可實現相機標定以及畸變校正。 再輸入棋盤格每個方形格的實際尺寸，即可實現世界坐標轉換圖像坐標。 【來源：光虎視覺內部培訓資料】

工業(yè)相機中光源照明的設計原則

照明的目的是增強對比。工業(yè)相機中設計光源照明需要先確定區(qū)域之間的差異，然后使用光源來突出這些差異。在照明系統(tǒng)的設計中，需要根據被測物體的大小來確定鏡頭的視場。然后，根據鏡頭視野的大小，確定好的照明系統(tǒng)。在系統(tǒng)的設計中，需要充分了解透鏡到工件的距離和照明系統(tǒng)到工件的距離，從而確定光源到工件的距離。照明的選擇取決于工件表面的形狀、平整度和光潔度。好的照明顏色(紅、藍、綠、白)可以根據檢測工作或檢測區(qū)域的顏色來確定。一般情況下，照明系統(tǒng)應針對確定的成像物鏡進行設計。檢驗標準是：工件上是否有可見的零件、劃痕、缺陷等，以及工件表面的打印是否可以識別。工業(yè)相機中設計光源照明突出顯示不同區(qū)域的方法有如下：1. 反射系數從一個物體反射的光量是可以測量的。有兩種不同的反思方法：鏡面反射：入射角等于出射角。漫反射：由于物體表面不均勻，發(fā)出的光方向不同。2. 顏色也就是說，光譜分布，我們從三個角度來測量顏色：A波長：例如，綠光波長為550nm。B兩種或兩種以上光波的混合比例：混合的目的是產生另一種光。C互補色：從白光中移去的那部分光和剩下的光是互補色。3.光密度由于不同物體的材料、厚度和化學性質的不同，投射光的數量和強度也不同。光密度可能在整個光譜范圍內不同，也可能只在一定范圍內不同。一般來說，背光是識別光密度差異的好方法。4.折射不同的透明物質具有不同的折射率，所以它們會以不同的方式影響光的傳播。例如，當氣泡在玻璃中混合時，當光線直接照射時，會出現亮或暗的氣泡邊緣。5. 紋理有些物體的表面紋理是可以識別的，有些太小無法處理，但它會影響光的反射。在某些情況下，紋理是非常重要的，須用光源高亮顯示。在其他情況下，紋理相當于噪音，所以須使用光源來突出另一個，削弱紋理。6. 深度直射光會突出物體的深度(陰影效果)，而散射光會削弱物體的深度。7. 表面曲率由于曲率不同，表面不同部位的特性也不同。折射的光會突出這些特性，而散射的光則會削弱這些特性。

相機標定的理解及原理（一）

相機標定，是一個估計相機模型參數的過程：一組描述圖像捕獲過程內部幾何形狀的參數。

光虎光學教學實驗平臺手冊

光虎光學技術手冊 2021年第3版

量子點CMOS

與可見光面陣相機相比，SWIR光子被對象反射或吸收，從而提供了高分辨率成像所需的強烈對比度。

熒光技術

熒光，是指一種光致發(fā)光的冷發(fā)光現象。

Vision China 2020，我們不“鴿”！

2020年7月，Vision China 展會將重出江湖，閉關修煉這么久，小腦斧已摩拳擦掌許久~ 我們不“鴿”！

紫外成像與高壓放電檢測

紫外線產生的本質是電暈放電，它是一種局部化的放電現象， 在極不均勻的電場環(huán)境下，當電壓還未能引起擊穿前，電離現象已經非常強烈，大量空間的電荷積聚一起，使得間隙中的電場發(fā)生畸變。

10GigE和25GigE相機在體育運動領域的應用及優(yōu)勢

Emergent在運用包括PTP和硬件觸發(fā)在內的各種方法來同步相機方面擁有極其豐富的經驗，可以輕而易舉地實現微秒級精度。