工業(ye)相機(ji)是(shi)機(ji)器視(shi)覺系統及工業(ye)檢(jian)(jian)測(ce)應用的(de)重(zhong)要組成部分,但如(ru)何選擇合(he)適的(de)工業(ye)相機(ji)?選擇工業(ye)相機(ji)前,首先(xian)要清楚自己的(de)檢(jian)(jian)測(ce)任務(wu),是(shi)拍靜態還(huan)是(shi)動態,拍照的(de)頻率是(shi)多(duo)少,是(shi)做缺陷檢(jian)(jian)測(ce)還(huan)是(shi)尺寸測(ce)量,或者是(shi)定位,產(chan)品的(de)大(da)小(視(shi)野)是(shi)多(duo)少,需要達到多(duo)少精度(du),現(xian)場環境情況如(ru)何,有沒有其它的(de)特殊要求(qiu)等。在這里根據我們(men)的(de)經驗做個(ge)總結。
模擬相機&數字相機
模(mo)擬相機(ji)(ji)(ji)必須帶(dai)數(shu)字采集卡,經數(shu)字采集卡轉(zhuan)換(huan)為數(shu)字信號(hao)(hao)進行傳(chuan)輸存儲。一(yi)般模(mo)擬相機(ji)(ji)(ji)分辨率(lv)很低(di),另外幀率(lv)也(ye)是固定(ding)(ding)的(de)(de)。模(mo)擬信號(hao)(hao)可(ke)能會由于工廠內其他設備(bei)(比(bi)如電(dian)動機(ji)(ji)(ji)或高(gao)壓電(dian)纜(lan))的(de)(de)電(dian)磁干擾而(er)造成失(shi)真。隨著噪聲水平的(de)(de)提高(gao),模(mo)擬相機(ji)(ji)(ji)的(de)(de)動態范圍(wei)(原(yuan)始(shi)信號(hao)(hao)與噪聲之比(bi))會降低(di)。動態范圍(wei)決定(ding)(ding)了有多少信息(xi)能夠被(bei)從相機(ji)(ji)(ji)傳(chuan)輸給(gei)計(ji)算(suan)機(ji)(ji)(ji)。
數(shu)(shu)字(zi)相機采集到的(de)是數(shu)(shu)字(zi)信(xin)號(hao),數(shu)(shu)字(zi)信(xin)號(hao)不受電噪聲(sheng)影響(xiang),因(yin)此(ci),數(shu)(shu)字(zi)相機的(de)動態范圍更高,能(neng)夠向計算(suan)機傳輸更準確的(de)信(xin)號(hao)。這(zhe)個要(yao)根據實際(ji)需求來選(xuan)擇。
分辨率
分辨(bian)率不是越高越好,是要根據系統實(shi)際應用需求(qiu)來選擇分辨(bian)率的大(da)小。
應用(yong)(yong)案例:假(jia)設檢(jian)測(ce)一(yi)(yi)(yi)(yi)個(ge)物體的(de)(de)(de)(de)表面(mian)劃痕,要求(qiu)(qiu)拍(pai)攝的(de)(de)(de)(de)物體大小(xiao)為(wei)10*8mm,要求(qiu)(qiu)的(de)(de)(de)(de)檢(jian)測(ce)精(jing)度是(shi)(shi)0.01mm。首先(xian)假(jia)設我們要拍(pai)攝的(de)(de)(de)(de)視野(ye)范圍(wei)在12*10mm,那么相(xiang)(xiang)機(ji)的(de)(de)(de)(de)低分(fen)辨率應該選擇(ze)在:(12/0.01)*(10/0.01)=1200*1000,約為(wei)120萬(wan)像(xiang)(xiang)素(su)(su)(su)的(de)(de)(de)(de)相(xiang)(xiang)機(ji),也就(jiu)是(shi)(shi)說一(yi)(yi)(yi)(yi)個(ge)像(xiang)(xiang)素(su)(su)(su)對應一(yi)(yi)(yi)(yi)個(ge)檢(jian)測(ce)的(de)(de)(de)(de)缺(que)陷的(de)(de)(de)(de)話,那么低分(fen)辨率必須不(bu)(bu)少于(yu)(yu)120萬(wan)像(xiang)(xiang)素(su)(su)(su),但(dan)市面(mian)上常見的(de)(de)(de)(de)是(shi)(shi)130萬(wan)像(xiang)(xiang)素(su)(su)(su)的(de)(de)(de)(de)相(xiang)(xiang)機(ji),因(yin)此一(yi)(yi)(yi)(yi)般(ban)而言(yan)是(shi)(shi)選用(yong)(yong)130萬(wan)像(xiang)(xiang)素(su)(su)(su)的(de)(de)(de)(de)相(xiang)(xiang)機(ji)。但(dan)實際問題是(shi)(shi),如果一(yi)(yi)(yi)(yi)個(ge)像(xiang)(xiang)素(su)(su)(su)對應一(yi)(yi)(yi)(yi)個(ge)缺(que)陷的(de)(de)(de)(de)話,那么這樣的(de)(de)(de)(de)系統一(yi)(yi)(yi)(yi)定(ding)(ding)會(hui)不(bu)(bu)穩(wen)定(ding)(ding),因(yin)為(wei)隨(sui)便的(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)(yi)(yi)個(ge)干擾像(xiang)(xiang)素(su)(su)(su)點都可能(neng)被誤認為(wei)缺(que)陷,所以(yi)我們為(wei)了(le)提(ti)高系統的(de)(de)(de)(de)精(jing)度和穩(wen)定(ding)(ding)性,取缺(que)陷的(de)(de)(de)(de)面(mian)積在3到4個(ge)像(xiang)(xiang)素(su)(su)(su)以(yi)上,這樣我們選擇(ze)的(de)(de)(de)(de)相(xiang)(xiang)機(ji)也就(jiu)在130萬(wan)乘3以(yi)上,即(ji)不(bu)(bu)能(neng)少于(yu)(yu)300萬(wan)像(xiang)(xiang)素(su)(su)(su),通常采用(yong)(yong)300萬(wan)像(xiang)(xiang)素(su)(su)(su)的(de)(de)(de)(de)相(xiang)(xiang)機(ji)為(wei)較佳。
CCD&CMOS
如果(guo)要求拍(pai)攝的(de)(de)(de)(de)物體(ti)是運動(dong)的(de)(de)(de)(de),要處理的(de)(de)(de)(de)對象也是實時運動(dong)的(de)(de)(de)(de)物體(ti),當(dang)然選擇迪美捷全幀(zhen)曝(pu)光(guang)的(de)(de)(de)(de)CCD芯片相(xiang)(xiang)機為適宜。但有(you)的(de)(de)(de)(de)廠商生產的(de)(de)(de)(de)CMOS相(xiang)(xiang)機如果(guo)采用幀(zhen)曝(pu)光(guang)的(de)(de)(de)(de)方(fang)式(shi)的(de)(de)(de)(de)話,也可以當(dang)作(zuo)CCD來使(shi)用的(de)(de)(de)(de)。又假(jia)如物體(ti)運動(dong)的(de)(de)(de)(de)速度很慢,在我(wo)們設(she)定的(de)(de)(de)(de)相(xiang)(xiang)機曝(pu)光(guang)時間(jian)范圍內,物體(ti)運動(dong)的(de)(de)(de)(de)距離很小,換算成像素大小也就(jiu)(jiu)在一(yi)兩(liang)個像素內,那么選擇CMOS相(xiang)(xiang)機也是合適的(de)(de)(de)(de)。因為在曝(pu)光(guang)時間(jian)內,一(yi)兩(liang)個像素的(de)(de)(de)(de)偏差人(ren)眼根本看不(bu)出來(如果(guo)不(bu)是做測量(liang)用的(de)(de)(de)(de)話),但超(chao)過(guo)2個像素的(de)(de)(de)(de)偏差,物體(ti)拍(pai)出來的(de)(de)(de)(de)圖(tu)像就(jiu)(jiu)有(you)拖(tuo)影,這樣就(jiu)(jiu)不(bu)能選擇CMOS相(xiang)(xiang)機了。
彩色&黑白
如(ru)果(guo)(guo)我們要處理的(de)(de)(de)是(shi)與圖像顏色(se)有(you)關,那(nei)當(dang)然(ran)是(shi)采用(yong)彩色(se)相機,否(fou)則建議(yi)你用(yong)黑白(bai)的(de)(de)(de),因為黑白(bai)的(de)(de)(de)同樣(yang)分(fen)辨率的(de)(de)(de)相機,精度比彩色(se)高(gao),尤其(qi)是(shi)在看圖像邊緣(yuan)的(de)(de)(de)時(shi)候,黑白(bai)的(de)(de)(de)效(xiao)果(guo)(guo)更好。
幀率
根據要(yao)檢(jian)(jian)測(ce)的(de)(de)速度,選(xuan)擇(ze)相(xiang)機的(de)(de)幀率(lv)一(yi)定(ding)(ding)(ding)要(yao)大于或等(deng)于檢(jian)(jian)測(ce)速度,等(deng)于的(de)(de)情況就是你處理(li)圖像的(de)(de)時間一(yi)定(ding)(ding)(ding)要(yao)快,一(yi)定(ding)(ding)(ding)要(yao)在相(xiang)機的(de)(de)曝光和傳輸的(de)(de)時間內完成。
線陣&面陣
對于檢測(ce)精度要求很高,面(mian)陣相機的(de)分(fen)辨(bian)率達不(bu)到要求的(de)情況下,當然線陣相機是必然的(de)一個選擇。
傳輸接口
根(gen)據傳輸的(de)距離(li)、穩(wen)定性、傳輸的(de)數據大(da)小(帶寬)選擇USB、1394、Camerlink、百兆/千兆網接口的(de)相機。
CCD靶面
靶面(mian)尺(chi)寸(cun)的(de)(de)(de)(de)大(da)(da)小會(hui)影響(xiang)到(dao)鏡(jing)(jing)頭焦(jiao)距(ju)(ju)的(de)(de)(de)(de)長(chang)短,在相同(tong)視(shi)(shi)角(jiao)下,靶面(mian)尺(chi)寸(cun)越(yue)大(da)(da),焦(jiao)距(ju)(ju)越(yue)長(chang)。在選(xuan)擇(ze)相機(ji)時,特別是(shi)對(dui)拍攝角(jiao)度有比(bi)較(jiao)嚴格要求(qiu)的(de)(de)(de)(de)時候(hou),CCD靶面(mian)的(de)(de)(de)(de)大(da)(da)小,CCD與鏡(jing)(jing)頭的(de)(de)(de)(de)配合(he)情況(kuang)將直接影響(xiang)視(shi)(shi)場(chang)角(jiao)的(de)(de)(de)(de)大(da)(da)小和圖像的(de)(de)(de)(de)清(qing)晰(xi)度。因此在選(xuan)擇(ze)CCD尺(chi)寸(cun)時,要結(jie)合(he)鏡(jing)(jing)頭的(de)(de)(de)(de)焦(jiao)距(ju)(ju)、視(shi)(shi)場(chang)角(jiao)一(yi)起選(xuan)擇(ze),一(yi)般而言(yan),選(xuan)擇(ze)CCD靶面(mian)要結(jie)合(he)物理安裝的(de)(de)(de)(de)空間(jian)來決定鏡(jing)(jing)頭的(de)(de)(de)(de)工作距(ju)(ju)離是(shi)否(fou)在安裝空間(jian)范圍(wei)內,要求(qiu)鏡(jing)(jing)頭的(de)(de)(de)(de)尺(chi)寸(cun)一(yi)定要大(da)(da)于或等于相機(ji)的(de)(de)(de)(de)靶面(mian)尺(chi)寸(cun)。
鏡頭的選擇
先根據環境的(de)遠(yuan)近選擇鏡頭(tou)焦距;再根據觀(guan)看(kan)的(de)范(fan)圍(wei)選擇鏡頭(tou)角度;
數字攝像頭常見技術參數
1、分(fen)辨率(Resolution)
所謂(wei)分辨(bian)率就是指(zhi)畫面的(de)解析度,攝像(xiang)頭(tou)每次采集圖像(xiang)的(de)像(xiang)素(su)點(dian)數(shu)(Pixels),對于(yu)攝像(xiang)頭(tou)一般是直接與傳感器的(de)像(xiang)元數(shu)對應。通常所看到的(de)分辨(bian)率都以乘法形式表(biao)(biao)現的(de),比如(ru)1024*768,其中的(de)1024表(biao)(biao)示屏幕上水平方向(xiang)顯示的(de)點(dian)數(shu),768表(biao)(biao)示垂直方向(xiang)的(de)點(dian)數(shu)。對于(yu)模擬攝像(xiang)頭(tou)則是取決于(yu)視頻制(zhi)式,PAL制(zhi)為768*576,NTSC制(zhi)為640*480。
2、max幀率(Frame Rate)/行頻(Line Rate):
攝像(xiang)頭采集(ji)傳輸圖(tu)像(xiang)的速(su)率,對(dui)于面陣攝像(xiang)頭一(yi)般為每秒(miao)采集(ji)的幀數(Frames/Sec.),對(dui)于線(xian)陣攝像(xiang)機為每秒(miao)采集(ji)的行數(Hz)。
3、曝光方(fang)式(Exposure)和(he)快門速度(Shutter)
對于線(xian)陣攝像頭(tou)(tou)都是(shi)逐行(xing)曝(pu)(pu)(pu)光(guang)的方式,可(ke)(ke)以(yi)選擇(ze)固(gu)定(ding)行(xing)頻和外觸發(fa)同步的采集方式,曝(pu)(pu)(pu)光(guang)時(shi)間可(ke)(ke)以(yi)與行(xing)周期一致,也可(ke)(ke)以(yi)設定(ding)一個固(gu)定(ding)的時(shi)間;面陣攝像頭(tou)(tou)有幀(zhen)曝(pu)(pu)(pu)光(guang)、場曝(pu)(pu)(pu)光(guang)和滾動行(xing)曝(pu)(pu)(pu)光(guang)等幾種常見方式,數字攝像頭(tou)(tou)一般都提供外觸發(fa)采圖的功能。快(kuai)門速度一般可(ke)(ke)到10微秒,高速攝像頭(tou)(tou)還可(ke)(ke)以(yi)更快(kuai)。
4、像(xiang)素(su)深度(Pixel Depth):
即每像素(su)數(shu)(shu)據的(de)位數(shu)(shu),一(yi)般(ban)常(chang)用(yong)的(de)是8Bit,對于數(shu)(shu)字攝像機一(yi)般(ban)還會有10Bit、12Bit等(deng)。
5、像(xiang)元尺寸(Pixel Size):
像元(yuan)(yuan)大小和像元(yuan)(yuan)數(shu)(分辨率(lv))共同(tong)決定(ding)了攝(she)(she)像頭(tou)靶面的大小。目前數(shu)字(zi)攝(she)(she)像頭(tou)像元(yuan)(yuan)尺寸一般為3μm-10μm。
6、光譜(pu)響應特(te)性(xing)(Spectral Range):
是(shi)指(zhi)該像元傳感器對(dui)不(bu)同光(guang)波(bo)的敏(min)感特性,一(yi)般響應(ying)范圍是(shi)350nm-1000nm,一(yi)些攝(she)像頭在(zai)靶面前加了(le)一(yi)個濾(lv)鏡,濾(lv)除紅(hong)外光(guang)線,如(ru)果系統需要對(dui)紅(hong)外感光(guang)時可去掉(diao)該濾(lv)鏡。
7、感(gan)光(guang)區(qu)靶面尺(chi)寸:
指攝(she)像頭感光芯片大小,分別(bie)有(you)1英寸(cun)(cun)(cun),2/3英寸(cun)(cun)(cun),1/2英寸(cun)(cun)(cun),1/3英寸(cun)(cun)(cun),1/4英寸(cun)(cun)(cun)等等,英寸(cun)(cun)(cun)數越(yue)小,所照的視(shi)場(chang)范圍越(yue)小。
相機傳輸(shu)方式(shi)的(de)確(que)定,針對目前市面上的(de)相機傳輸(shu)方式(shi)及其應用的(de)優(you)缺點如下所述:
1)模(mo)擬相機(PCI采(cai)集卡),對速度要(yao)求不(bu)高可選擇。其優點:穩(wen)定,性(xing)價比(bi)高;缺點:幀率低,一(yi)般(ban)只(zhi)能達(da)到25幀—30幀;
2)USB接口相機,系(xi)(xi)統(tong)只(zhi)用到單(dan)個相機的可先(xian)擇,要求(qiu)高速的時候可先(xian)擇。優(you)點:不需要占PCI插槽,幀(zhen)頻高,性價比高;缺(que)點:占系(xi)(xi)統(tong)CPU;
3)1394接口相機,系統用到(dao)多個相機的時候可先(xian)擇(ze),要求(qiu)高速的時候可先(xian)擇(ze)。優點:不(bu)占系統CPU,幀頻高; 缺點:占PCI插槽(cao),價格昂貴。
速度和曝光
在(zai)選擇一(yi)(yi)(yi)款(kuan)工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)業數字相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)時(shi)(shi),物(wu)(wu)(wu)(wu)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)成像(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)速度必須(xu)(xu)充分(fen)考慮(lv)好(hao)。例如,假設在(zai)拍攝過程中(zhong)(zhong),物(wu)(wu)(wu)(wu)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)在(zai)曝(pu)(pu)(pu)光(guang)(guang)(guang)中(zhong)(zhong)沒有(you)(you)移(yi)(yi)(yi)(yi)動(dong)(dong),可用相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)對(dui)(dui)簡單和便(bian)宜的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)業相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)機(ji);對(dui)(dui)于靜(jing)止或緩慢移(yi)(yi)(yi)(yi)動(dong)(dong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)物(wu)(wu)(wu)(wu)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti),面(mian)陣工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)業相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)適合于對(dui)(dui)靜(jing)止或移(yi)(yi)(yi)(yi)動(dong)(dong)緩慢的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)物(wu)(wu)(wu)(wu)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)成像(xiang)。因(yin)為整個(ge)(ge)面(mian)陣區域必須(xu)(xu)一(yi)(yi)(yi)次(ci)曝(pu)(pu)(pu)光(guang)(guang)(guang),在(zai)曝(pu)(pu)(pu)光(guang)(guang)(guang)時(shi)(shi)間當(dang)中(zhong)(zhong)任何的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)移(yi)(yi)(yi)(yi)動(dong)(dong)會導(dao)致圖(tu)像(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)模(mo)糊,但(dan)是(shi),運(yun)動(dong)(dong)模(mo)糊可以通過減少曝(pu)(pu)(pu)光(guang)(guang)(guang)時(shi)(shi)間或使用閃光(guang)(guang)(guang)燈(deng)來控制;對(dui)(dui)于快速移(yi)(yi)(yi)(yi)動(dong)(dong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)物(wu)(wu)(wu)(wu)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti),當(dang)對(dui)(dui)運(yun)動(dong)(dong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)物(wu)(wu)(wu)(wu)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)使用一(yi)(yi)(yi)個(ge)(ge)面(mian)陣工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)業相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)時(shi)(shi),需(xu)要(yao)考慮(lv)在(zai)曝(pu)(pu)(pu)光(guang)(guang)(guang)時(shi)(shi)間當(dang)中(zhong)(zhong)處(chu)于工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)業相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)當(dang)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)運(yun)動(dong)(dong)對(dui)(dui)象(xiang)數量,還(huan)需(xu)要(yao)考慮(lv)物(wu)(wu)(wu)(wu)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)上(shang)能用一(yi)(yi)(yi)個(ge)(ge)像(xiang)素(su)表征的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)min特征,也就是(shi)對(dui)(dui)象(xiang)分(fen)辨率(lv),在(zai)采集(ji)運(yun)動(dong)(dong)物(wu)(wu)(wu)(wu)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)圖(tu)像(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)拇指規則就是(shi)曝(pu)(pu)(pu)光(guang)(guang)(guang)必須(xu)(xu)發生在(zai)采集(ji)物(wu)(wu)(wu)(wu)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)移(yi)(yi)(yi)(yi)動(dong)(dong)量小于一(yi)(yi)(yi)個(ge)(ge)像(xiang)素(su)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)時(shi)(shi)間內(nei)。如果(guo)你采集(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)物(wu)(wu)(wu)(wu)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)是(shi)在(zai)以1厘米/秒(miao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)速度勻速移(yi)(yi)(yi)(yi)動(dong)(dong),而且物(wu)(wu)(wu)(wu)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)分(fen)辨率(lv)已經設置為1 pixel/mm,那(nei)么需(xu)要(yao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)max曝(pu)(pu)(pu)光(guang)(guang)(guang)時(shi)(shi)間是(shi)1/10每(mei)秒(miao)。因(yin)為物(wu)(wu)(wu)(wu)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)移(yi)(yi)(yi)(yi)動(dong)(dong)一(yi)(yi)(yi)個(ge)(ge)距離恰好(hao)等(deng)于相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)傳感(gan)器(qi)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)(yi)個(ge)(ge)像(xiang)素(su),當(dang)使用max曝(pu)(pu)(pu)光(guang)(guang)(guang)時(shi)(shi)間時(shi)(shi)這(zhe)里會有(you)(you)一(yi)(yi)(yi)定數量的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)模(mo)糊。在(zai)這(zhe)種情(qing)況下,一(yi)(yi)(yi)般傾向(xiang)于將曝(pu)(pu)(pu)光(guang)(guang)(guang)時(shi)(shi)間設置的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)比max值要(yao)快,比如1/20每(mei)秒(miao),就能保(bao)持物(wu)(wu)(wu)(wu)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)在(zai)移(yi)(yi)(yi)(yi)動(dong)(dong)半個(ge)(ge)像(xiang)素(su)內(nei)成像(xiang)。如果(guo)同樣的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)物(wu)(wu)(wu)(wu)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)以1厘米/秒(miao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)速度移(yi)(yi)(yi)(yi)動(dong)(dong),物(wu)(wu)(wu)(wu)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)分(fen)辨率(lv)為1 pixel/微米,那(nei)么一(yi)(yi)(yi)秒(miao)中(zhong)(zhong)所需(xu)要(yao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)max曝(pu)(pu)(pu)光(guang)(guang)(guang)是(shi)1/10000.曝(pu)(pu)(pu)光(guang)(guang)(guang)設置的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)對(dui)(dui)快取決于所采用的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)機(ji),還(huan)有(you)(you)你是(shi)否能夠給物(wu)(wu)(wu)(wu)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)足夠的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)來獲(huo)得一(yi)(yi)(yi)幅好(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)圖(tu)像(xiang)。
選擇數字相機還是模擬相機
圖像(xiang)處理器和采集卡(ka)屬于相對容易選(xuan)擇的電子裝置,它們的主要參數是存儲能力(li)和處理速度。
CCD和CMOS二者在圖(tu)像(xiang)質量(liang)(liang)上沒有明顯的(de)優劣之(zhi)分。基于(yu)CMOS的(de)工業相機需要的(de)部(bu)件(jian)較(jiao)少,電(dian)耗較(jiao)低(di)(di),提(ti)供數(shu)據的(de)速(su)(su)度(du)也比基于(yu)CCD的(de)相機快; 但CCD則是更(geng)為成熟的(de)技術,能夠(gou)以較(jiao)低(di)(di)的(de)噪聲提(ti)供質量(liang)(liang)更(geng)好的(de)圖(tu)像(xiang),而弱(ruo)點是數(shu)據傳輸速(su)(su)度(du)較(jiao)慢,不太靈(ling)活,部(bu)件(jian)較(jiao)多和電(dian)耗較(jiao)高。
影(ying)響相機價格因素
典型情況下,由(you)于(yu)傳感(gan)器尺寸的原因,像素數越高的相機就越昂貴。
在一定的分辨率(lv)下,幀(zhen)速提高,成本也趨向于(yu)增(zeng)加。
時提高幀速和分辨率通(tong)常要求相機(ji)具(ju)有多端口讀(du)出,這(zhe)使系統的復雜程度增加,因而(er)提高了(le)成本(ben)。
CCD和CMOS芯片在內部都生成模(mo)擬(ni)信號(hao),因此(ci),模(mo)擬(ni)相(xiang)機(ji)和數(shu)字(zi)(zi)相(xiang)機(ji)之間的(de)主要(yao)區別在于圖(tu)(tu)像(xiang)是(shi)在哪里被數(shu)字(zi)(zi)化的(de)。數(shu)字(zi)(zi)相(xiang)機(ji)在相(xiang)機(ji)里將(jiang)信號(hao)數(shu)字(zi)(zi)化,并(bing)且通過串(chuan)行總線接(jie)口(比如FireWire, USB, Camera Link, Gigabit Ethernet)將(jiang)信號(hao)以數(shu)字(zi)(zi)方式傳(chuan)輸(shu)給(gei)計算機(ji)(或圖(tu)(tu)像(xiang)處理器)。而在另(ling)一方面,模(mo)擬(ni)相(xiang)機(ji)系統(tong)并(bing)不(bu)是(shi)在其內部將(jiang)圖(tu)(tu)像(xiang)信號(hao)數(shu)字(zi)(zi)化(數(shu)字(zi)(zi)化是(shi)由計算機(ji)完成的(de)),所以,模(mo)擬(ni)信息是(shi)通過同軸電纜而進行傳(chuan)輸(shu)的(de)。
盡管兩種方法都能夠有(you)效地傳(chuan)輸(shu)信號(hao),但模擬信號(hao)可能會由于工廠內其他設備(比如電動(dong)機(ji)或高壓電纜)的(de)(de)電磁(ci)干擾而(er)造成失真。隨著噪(zao)聲水(shui)平的(de)(de)提高,模擬相機(ji)的(de)(de)動(dong)態范圍(原始(shi)信號(hao)與噪(zao)聲之比)會降低。動(dong)態范圍決(jue)定了有(you)多(duo)少信息能夠被從(cong)相機(ji)傳(chuan)輸(shu)給(gei)計(ji)算(suan)機(ji)。
典型的模擬相(xiang)機(ji)需要5瓦(wa)到10瓦(wa)操作(zuo)功(gong)率(lv),而(er)分辨率(lv)指標相(xiang)當(dang)的數字(zi)相(xiang)機(ji)則不到1瓦(wa)
結論:為機(ji)(ji)(ji)器視覺(jue)系統選擇相(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji)時要(yao)認真(zhen)考慮工(gong)(gong)業相(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji)的性能和(he)成本(ben)。雖(sui)然工(gong)(gong)業模擬相(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji)遠(yuan)比(bi)工(gong)(gong)業數字(zi)相(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji)便(bian)宜,但(dan)它(ta)們(men)的分(fen)辨率(lv)和(he)圖像質量較低,所以(yi)可能會被局限在要(yao)求(qiu)不太高(gao)的應用中(zhong)。數字(zi)相(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji)比(bi)模擬相(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji)昂貴,但(dan)它(ta)們(men)的高(gao)成本(ben)可能值得(de)為要(yao)求(qiu)高(gao)速度、高(gao)準(zhun)確度和(he)高(gao)精度的應用而付出。
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