一、工業相機選型

1、黑白/彩色

黑白的同樣分辨率的相機,精度比彩色高,尤其是在看圖像邊緣的時候,黑白的效果更好。特別是做圖像處理,黑白工業相機得到的是灰度信息,可直接處理。

要想得到與現實吻合度高的色彩,需要後期處理,比如監控相機。

2、面陣相機/線陣相機

如果對於檢測精度要求很高,運動速度很快,面陣相機的分辨率和幀率達不到要求的情況下,當然線陣相機是必然的選擇。

3、分辨率計算

根據目標的要求精度及視野範圍,反推出相機的像素精度。相機單方向分辨率=單方向視野範圍÷理論精度。

例如對於視野大小為1010mm的場合,要求精度為0.02mm/pixel,則當方向上分辨率=10/0.02=500.然而考慮到相機邊緣視野的畸變以及系統的穩定性要求,一般不會只用一個像素單位對應一個測量精度值,一般選擇倍數為2或者更高,這樣相機單方向分辨率為1000,相機的分辨率=10001000=100萬,所以選用100萬像素的相機即可滿足。

同時需要考慮算力,分辨率太大,幀率太高,cpu撐不住。

4、像素深度

每位像素數據的位數,常見的是8bit,10bit,12bit。分辨率和像素深度共同決定了圖像的大小。例如對於像素深度為8bit的500萬像素,則整張圖片應該有500萬*8/1024/1024=37M(1024Byte=1KB,1024KB=1M)。增加像素深度可以增強測量的精度,但同時也降低了系統的速度,並且提高了系統集成的難度(線纜增加,尺寸變大等)。

5、高速運動抓拍要求

經常會有項目需要抓拍高速運動物體,而普通工業相機拍攝的圖像會出現拉毛、模糊、變形等影響圖像質量的問題,在拍攝圖像時,圖像模糊現象的出現取決於曝光時間的長短與物體的運動速度。如果曝光時間過長,物體運動速度過快則會出現圖像模糊。

拍攝物體為運動物體應選擇全局快門(Global shutter)的工業相機,且需要選擇幀率大於運動速度的工業相機。

(1)曝光時間

要滿足物體運動速度Vp*曝光時間Ts<允許最長拖影S。運動速度比較快的物體拍照,為了防止長的拖影就需要極短的曝光時間,選用感光比較好的工業相機,可以實現。

(2)幀率指標

幀率即相機每秒鐘可以捕捉的圖像數量,一般決定於圖像大小、曝光時間等,是相機的一個重要指標。相機幀率必須保證能夠拍攝到系統要求時間間隔最短的兩張圖片,處理圖像的時間一定要快,一定要在相機的曝光和傳輸的時間內完成,否則就有可能造成丟幀等現象,進而漏檢某些產品。

產品:MV-EM(維視)

6、選接口類型

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接口一般還承擔供電功能,USB可承擔供電,千兆網可以poe供電。

7、相機芯片

CCD,CMOS

傳感器是攝像機的核心部件,攝像機依據感光芯片的不同可以分為 CCD 攝像機和 CMOS 攝像機。

CCD 攝像機, CCD 指將圖像半導體中輸出的電子存儲起來的方法。目前常用的CCD 結構有三種,全幀轉移、幀傳輸和行轉移。 CMOS 攝像機, CMOS 指的是將晶

體管集成於硅塊上的技術。它可以將光敏元件、放大器、 A/D 轉換器、存儲器等元器件和接口控制電路集成到一塊硅片上[7]。兩種類型的攝像機的優缺點比較見表 2-1。

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工業相機是機器視覺系統中的一個關鍵組件,其最基礎功能就是將光信號轉變成為有序的電信號。選擇合適的工業相機也是機器視覺系統設計中的重要環節,工業相機不僅是直接決定所採集到的圖像分辨率、圖像質量等,同時也與整個系統的運行模式直接相關。

工業相機主要參數
1. 分辨率(Resolution):相機每次採集圖像的像素點數(Pixels),對於工業數字相機一般是直接與光電傳感器的像元數對應的,對於工業數字模擬相機則是取決於視頻制式,PAL製為768576,NTSC製為640480。
2. 像素深度(Pixel Depth):即每像素數據的位數,一般常用的是8Bit,對於工業數字數字相機一般還會有10Bit、12Bit等。
3. 最大幀率(Frame Rate)/行頻(Line Rate):相機採集傳輸圖像的速率,對於面陣相機一般為每秒採集的幀數(Frames/Sec.),對於線陣相機機為每秒採集的行數(Hz)

4. 曝光方式(Exposure)和快門速度(Shutter):對於工業線陣相機都是逐行曝光的方式,可以選擇固定行頻和外觸發同步的採集方式,曝光時間可以與行週期一致,也可以設定一個固定的時間;面陣相機有幀曝光、場曝光和滾動行曝光等幾種常見方式,工業數字相機一般都提供外觸發採圖的功能。快門速度一般可到10微秒,高速相機還可以更快。
5. 像元尺寸(Pixel Size):像元大小和像元數(分辨率)共同決定了相機靶面的大小。目前工業數字相機像元尺寸一般為3μm-10μm,一般像元尺寸越小,製造難度越大,圖像質量也越不容易提高。
6. 光譜響應特性(Spectral Range):是指該像元傳感器對不同光波的敏感特性,一般響應範圍是350nm-1000nm,一些相機在靶面前加了一個濾鏡,濾除紅外光線,如果系統需要對紅外感光時可去掉該濾鏡。