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工业相机的重要性

作者:康耐德智能 浏览:185 发表时间:2020-06-12 09:45:41 来源:网络资源

工业相机是机器视觉系统中的一个关键组件,其本质的功能就是将光信号转变成有序的电信号。选择合适的相机也是机器视觉系统设计中的重要环节,相机的选择不仅直接决定所采集到的图像分辨率、图像质量等,同时也与整个系统的运行模式直接相关。


[工业相机]又俗称摄像机,相比于传统的民用相机(摄像机)而言,它具有高的图像稳定性、高传输能力和高抗干扰能力等,市面上工业相机大多是基于CCDCMOS芯片的相机。



CCD是目前机器视觉较为常用的图像传感器。它集光电转换及电荷存贮、电荷转移、信号读取于一体,是典型的固体成像器件。CCD的突出特点是以电荷作为信号,而不同于其它器件是以电流或者电压为信号。这类成像器件通过光电转换形成电荷包,而后在驱动脉冲的作用下转移、放大输出图像信号。典型的CCD相机由光学镜头、时序及同步信号发生器、垂直驱动器、模拟/数字信号处理电路组成。CCD作为一种功能器件,与真空管相比,具有无灼伤、无滞后、低电压工作、低功耗等优点。


CMOS图像传感器的开发一开始出现在20世纪70年代初,90年代初期,随着超大规模集成电路 (VLSI)制造工艺技术的发展,CMOS图像传感器得到迅速发展。CMOS图像传感器将光敏元阵列、图像信号放大器、信号读取电路、模数转换电路、图像信号处理器及控制器集成在一块芯片上,还具有局部像素的编程随机访问的优点。CMOS图像传感器以其良好的集成性、低功耗、高速传输和宽动态范围等特点在高分辨率和高速场合得到了广泛的应用。


区别

1.工业相机的性能稳定可靠易于安装,相机结构紧凑结实不易损坏,连续工作时间长,可在较差的环境下使用,一般的数码相机是做不到这些的。例如:让民用数码相机一天工作24小时或连续工作几天肯定会受不了的。


2.工业相机的快门时间非常短,可以抓拍高速运动的物体。

例如,把名片贴在电风扇扇叶上,以大速度旋转,设置合适的快门时间,用工业相机抓拍一张图像,仍能够清晰辨别名片上的字体。用普通的相机来抓拍,是不可能达到同样效果的。


3. 工业相机的图像传感器是逐行扫描的,而普通的相机的图像传感器是隔行扫描的,逐行扫描的图像传感器生产工艺比较复杂,成品率低,出货量少。



4.工业相机的帧率远远高于普通相机。

工业相机每秒可以拍摄十幅到几百幅图片,而普通相机只能拍摄2-3幅图像,相差较大。


5.工业相机输出的是裸数据(raw data),其光谱范围也往往比较宽,比较适合进行高质量的图像处理算法,例如机器视觉(Machine Vision)应用。而普通相机拍摄的图片,其光谱范围只适合人眼视觉,并且经过了mjpeg压缩,图像质量较差,不利于分析处理。


6.工业相机(Industrial Camera)相对普通相机(DSC)来说价格较贵。


如何选择

工业相机一般安装在机器流水线上代替人眼来做测量和判断,通过数字图像摄取目标转换成图像信号,传送给专用的图像处理系统,图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征,进而根据判别的结果来控制现场的设备动作。


1.通常您需要先知道系统精度要求和相机分辨率,可以通过公式:

X方向系统精度(X方向像素值)=视野范围(X方向)/CCD芯片像素数量( X方向)

Y方向系统精度(Y方向像素值)=视野范围(Y方向)/CCD 芯片像素数量( Y方向)


2.当然理论像素值的得出,要由系统精度及亚像素方法综合考虑;接着您要知道系统速度要求与相机成像速度:


系统单次运行速度=系统成像(包括传输)速度+系统检测速度


虽然系统成像(包括传输)速度可以根据相机异步触发功能、快门速度等进行理论计算,更实用的方法还是通过软件进行实际测试。



3.再接着您要将相机与图像采集卡一并考虑,因为这涉及到两者的匹配:

视频信号的匹配:对于黑白模拟信号相机来说有两种格式,CCIRRS170(EIA),通常采集卡都同时支持这两种相机;


分辨率的匹配:每款板卡都只支持某一分辨率范围内的相机;


特殊功能的匹配:如要是用相机的特殊功能,先确定所用板卡是否支持此功能,比如,要多部相机同时拍照,这个采集卡就必须支持多通道,如果相机是逐行扫描的,那么采集卡就必须支持逐行扫描。


接口的匹配:确定相机与板卡的接口是否相匹配。如CameraLinkGIGECoxPressUSB3.0等。


4.在满足您对检测的必要需求后,才应该是价格的比较。


-THE END - 

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