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工業相機,最本質功能是將光信號轉變爲有序的電信號。
目標反射的光線,經鏡頭後照射在感光傳感器上(CCD/CMOS)產生模擬的電流信號,此信號經過模數轉換器轉換成數字信號,然後傳遞給圖像處理器DSP,得到圖像(可以壓縮或輸出RAW數據),最後圖像存儲到存儲器或傳遞到圖像採集卡,傳入電腦。
工業相機術語
像元尺寸:像元大小和像元數(分辨率)的乘積即是相機靶面的大小,目前像元尺寸一般爲3μm~10μm。
傳感器尺寸:是感光區的面積大小,直接決定了整個系統的物理放大率。如1''、1/2''、1/3''、1/4''、2/3'',長寬比都是4:3,絕大多數模擬相機的傳感器長寬比例是4:3(H:V),數字相機的長寬比例還有其他。
CCD傳感器:一般爲全局曝光(幀曝光、全局快門);優點:色彩還原性好、芯片動態範圍大(線陣相機就多用CCD)、靈敏度好。
CMOS傳感器:一般爲捲簾曝光(行曝光、捲簾快門、滾動快門)。
全局曝光:又稱幀曝光、全局快門
顧名思義,當快門打開時,所有的光線行一次入射到芯片的整個表面,然後快門再次關閉。
這種情況下“全局”指的是整個表面同時曝光,一次即拍攝整個圖像區域。也就是說:在全局曝光下,所有的像素曝光時間都是同步開始和結束。
捲簾曝光:又稱行曝光、捲簾快門、滾動快門
捲簾曝光下,所有的像素不會同時開始曝光與結束,而是按照行進行
運動採集圖像
機器視覺過程中必須保證圖像清晰、防止拖影出現。飛拍適用於全局曝光相機,捲簾曝光模式一般不適用。
在運動物體圖像採集過程中,必須考慮運動物體速度,速度大小嚴重影響圖像採集效果;同時圖像質量受拍攝視野的大小影響較大;
線陣相機由於傳輸量大,數據傳輸接口一般爲GigE接口或CameraLink接口。
工業相機的選型
分辨率: 相機分辨率(L/W)=視場(L/W)/精度(物方分辨率)。
相機的像素精度一定要高於系統所要求的精度,纔能有實際的測量意義,亞像素的精度提升在實際測量中並沒有太多影響。
傳感器類型:如果拍攝目標是靜態的,爲了節約成本,可考慮使用CMOS;如果目標是運動的,則優先考慮CCD相機。
通常傳感器的尺寸與所選擇的像素是對應的,像素數增加,對應傳感器芯片尺寸越來越大。如30W通常是1/3‘’,130W通常是1/2‘’,也有1/1.8'',500W通常是1/2.5‘’,也有2/3‘’,1200W的通常是1/1.7"。所以若同等價位,優選選擇傳感器尺寸大的。
相機鏡頭接口:選了相機,必定要選配鏡頭。一般的相機都是C/CS接口的,所以要注意相機接口與鏡頭接口的對應。
相機輸出接口:同等價位、像素條件下,優先選擇實際輸出速度快的接口類型,如CameraLink > USB3.0 >GigE >1394 >USB2.0等。