工业相机又俗称摄像机,是机器视觉系统中的一个关键组件,其最本质的功能就是将光信号转变成有序的电信号。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优点。
工业相机按照芯片类型可以分为CCD相机、CMOS相机;按照传感器的结构特性可以分为线阵相机、面阵相机;按照扫描方式可以分为隔行扫描相机、逐行扫描相机;按照分辨率大小可以分为普通分辨率相机、高分辨率相机;按照输出信号方式可以分为模拟相机、数字相机;按照输出色彩可以分为单色(黑白)相机、彩色相机;按照输出信号速度可以分为普通速度相机、高速相机;按照响应频率范围可以分为可见光(普通)相机、红外相机、紫外相机等。
选择合适的相机也是机器视觉系统设计中的重要环节,相机的不仅是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。相机的选取是设计机器视觉系统极关键的一步,首先明确需求:
第一、要先确定检测产品的精度要求。第二、要确定相机要看的视野大小。第三、要确定检测物体的速度。第四、要确定是动态检测还是静态检测。
然后确定硬件类型
1、相面像素大小的确定:目前市面上的软件精度一般都是基本上没有误差的也就是人们所说的亚像素,但虽软件没有误差,但硬件的误差是不可避免的,所以现在市场上的机器视觉系统一般都保证在误差为一个像素,所以我们得到如下计算公式:精度=视野(长或宽)÷相机像素(长或宽),有了以上公式我们又有了第一和每二个需求就不难确定相机的像素大小了。假设视野为10mm,精度要求为0.02mm,那么相机的像素=10÷0.02=500像素,那就只需要30万(640*480)像素的相机就可以了。
2、相机传输方式的确定:目前市面上的相机传输方式有:
1) 模拟相机(PCI采集卡), 对速度要求不高可选择,优点:稳定,性价比高 缺点:帧率低,一般只能达到25帧—30帧。
2)USB接口相机, 系统只用到单个相机的可先择,要求高速的时候可先择,优点:不需要占PCI插槽,帧频高,性价比高 缺点:占系统CPU。
3)1394接口相机,系统用到多个相机的时候可先择,要求高速的时候可先择,优点:不占系统CPU,帧频高, 缺点:占PCI插槽,价格昂贵。
3、相机的触发方式的选择:1)连续采集模式 对静态检测可选择,产品连续运动不能给触发信号的可选择。2)软件触发模式 对动态检测可选择,产品连续运动能给触发信号的可选择。3)硬件触发模式 对高速动态检测可选择,产品连续高速运动能给触发信号的可选择。
国内的机器视觉领域还没有应用广泛,所以,国内还没有生产出很专业的工业相机。目前,市面上出现的工业相机基本都是国外进口的。北京盈美智科技发展有限公司主营机器视觉产品,代理众多国际知名工业相机品牌Bitflow、Epix、SVS-Vistek、Leutron Vision、TVI Vision、Kappa、Microscan、Stemmer Imaging等及图像采集卡和软件开发平台。
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