什么是工業相機？

工業相(xiang)機是機器視(shi)覺(jue)系(xi)統中的一個關(guan)鍵組件，其本質功(gong)能就(jiu)是將(jiang)光信(xin)號轉變成(cheng)有序的電信(xin)號，相(xiang)當于(yu)機器視(shi)覺(jue)系(xi)統的“眼睛”。相(xiang)比于(yu)傳統的民用相(xiang)機(攝像(xiang)機)而言，工業相(xiang)機(攝像(xiang)機)具(ju)有高圖(tu)像(xiang)穩定性、高傳輸能力(li)和高抗干擾能力(li)等，市面上(shang)工業相(xiang)機大(da)多是基于(yu)CCD(Charge Coupled Device)或CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)芯片(pian)的相(xiang)機。

CCD，電荷(he)藕合(he)器件圖像(xiang)(xiang)傳感器。它使用(yong)一種高感光(guang)度(du)的半導(dao)體材料(liao)制成，能把光(guang)線轉(zhuan)變成電荷(he)，通過模數(shu)轉(zhuan)換器芯片(pian)轉(zhuan)換成數(shu)字信(xin)號，數(shu)字信(xin)號經過壓縮以后(hou)由(you)相(xiang)機(ji)內部的閃(shan)速存儲器或(huo)內置硬盤卡保存，因而可以輕(qing)而易(yi)舉地把數(shu)據傳輸給計算(suan)機(ji)，并(bing)借(jie)助(zhu)于計算(suan)機(ji)的處理手段，根據需要和(he)想(xiang)像(xiang)(xiang)來(lai)修改(gai)圖像(xiang)(xiang)。

CMOS，互補(bu)(bu)性(xing)氧化金(jin)屬半導體(ti)。和(he)CCD一樣，同(tong)為(wei)在(zai)數碼(ma)相機(ji)中(zhong)可記錄光(guang)線變化的(de)半導體(ti)。CMOS的(de)制(zhi)造技術和(he)一般(ban)計算機(ji)芯片沒什么差別，主要是利用硅和(he)鍺這兩(liang)種元素(su)所做成的(de)半導體(ti)，使(shi)其在(zai)CMOS上共存著帶(dai)(dai)N(帶(dai)(dai)–電) 和(he) P(帶(dai)(dai)+電)級的(de)半導體(ti)，這兩(liang)個互補(bu)(bu)效應所產生的(de)電流(liu)即可被處(chu)理芯片紀錄和(he)解讀成影(ying)像。

工業相機的作用

工業相(xiang)機一(yi)般安裝在機器(qi)流水線上代替人眼來(lai)做測量和判斷(duan)，通過(guo)數字(zi)圖(tu)像(xiang)攝取(qu)目標轉換成圖(tu)像(xiang)信(xin)(xin)號，傳送給專用(yong)的圖(tu)像(xiang)處理系(xi)統，圖(tu)像(xiang)系(xi)統對這(zhe)些信(xin)(xin)號進(jin)行各(ge)種運算(suan)來(lai)抽取(qu)目標的特征，進(jin)而(er)根據判別(bie)的結果來(lai)控制(zhi)現場的設備動作。

隨著國內機(ji)器視覺(jue)行(xing)業(ye)的迅猛發展，機(ji)器視覺(jue)系(xi)統的重要(yao)組件，工(gong)業(ye)相機(ji)也同樣得到(dao)了(le)巨大(da)的發展。數字工(gong)業(ye)相機(ji)對被(bei)攝(she)物的大(da)小(xiao)沒有限制，根據鏡頭的條件，既可(ke)以(yi)拍攝(she)一般物質，也可(ke)以(yi)用(yong)于顯微鏡攝(she)影。目前(qian)，工(gong)業(ye)相機(ji)的主要(yao)用(yong)途(tu)包(bao)括(kuo)以(yi)下(xia)幾個方面：

(1)在開發(fa)產(chan)品(pin)(pin)和驗證產(chan)品(pin)(pin)等：如開發(fa)金屬(shu)材料及樹脂材料時(shi)，用來觀察材料受到沖擊(ji)時(shi)內(nei)部裂紋產(chan)生的方向、狀態等，可用來分析(xi)材料被破壞(huai)時(shi)物質的結構(gou)，及電(dian)子產(chan)品(pin)(pin)的工(gong)業(ye)在線檢測等。

(2)包裝和(he)標簽(qian)行(xing)業的印刷過程中，能夠(gou)實(shi)時(shi)檢測(ce)到高(gao)速印刷中細微的缺陷(xian)，以便(bian)采取(qu)措(cuo)施，減少損失。常(chang)見的缺陷(xian)如劃痕、灰塵、漏印、墨痕、褶皺等都可被檢測(ce)出來(lai)，減少廢品支出，提高(gao)了(le)客戶(hu)滿意度和(he)信任(ren)度。

(3)其他領域(yu)：如機器(qi)視覺、科研、軍事科學、航(hang)(hang)空航(hang)(hang)天(tian)等眾(zhong)多領域(yu)，尤(you)其是在智能交(jiao)通(tong)行(xing)業：超(chao)速抓拍，闖(chuang)紅燈電子警察、高(gao)速路口、卡扣收(shou)費等交(jiao)通(tong)行(xing)業也得到(dao)了良好(hao)的使用。

工業相機的分類

企業在實際(ji)選購和(he)使用工(gong)業相(xiang)機之前，首先需(xu)要確定的就是(shi)相(xiang)機的類(lei)型。下(xia)面是(shi)按照(zhao)不同的行(xing)業標(biao)準(zhun)進行(xing)的工(gong)業相(xiang)機分類(lei)。

（1）芯片類型

分為(wei)CCD相機(ji)、CMOS相機(ji)；

（2）傳感(gan)器的結構特性(xing)

分(fen)為(wei)線陣(zhen)相機(ji)、面陣(zhen)相機(ji)；

（3）按照掃描方式

分為隔(ge)行掃(sao)描相(xiang)(xiang)機、逐行掃(sao)描相(xiang)(xiang)機；

（4）分辨率大小

分(fen)(fen)(fen)為普通(tong)分(fen)(fen)(fen)辨率(lv)相(xiang)機(ji)、高分(fen)(fen)(fen)辨率(lv)相(xiang)機(ji)；

（5）輸出信號方式

分為模擬相機(ji)、數字相機(ji)；

（6）輸出色彩

分(fen)為(wei)單色(黑白)相機、彩色相機；

（7）輸出信號速度

分為普通速(su)度相機、高速(su)相機；

（8）響應頻率范圍

分為可見光(普通(tong))相(xiang)機、紅外相(xiang)機、紫(zi)外相(xiang)機等。

工(gong)業相機為什么會(hui)丟(diu)幀(zhen)？

選擇(ze)合適的(de)(de)(de)(de)相(xiang)(xiang)(xiang)機也是機器視覺系統(tong)設計(ji)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)重要(yao)環節(jie)，相(xiang)(xiang)(xiang)機的(de)(de)(de)(de)選擇(ze)不僅直接(jie)決定所采集到的(de)(de)(de)(de)圖像(xiang)分辨率(lv)、圖像(xiang)質量等，同(tong)時也與整(zheng)個(ge)系統(tong)的(de)(de)(de)(de)運行模式直接(jie)相(xiang)(xiang)(xiang)關。設計(ji)不良的(de)(de)(de)(de)驅(qu)動(dong)程序(xu)或工(gong)業相(xiang)(xiang)(xiang)機硬(ying)件可能會造成丟(diu)幀，其(qi)原因就是資料(liao)通(tong)道(dao)的(de)(de)(de)(de)堵塞(sai)，無法及時處理,所以新(xin)的(de)(de)(de)(de)圖像(xiang)進來時，前一張可能被迫(po)丟(diu)棄，或是新(xin)的(de)(de)(de)(de)圖像(xiang)被迫(po)丟(diu)棄。要(yao)解決這(zhe)問題，需要(yao)設計(ji)者針對驅(qu)動(dong)程序(xu)與工(gong)業相(xiang)(xiang)(xiang)機硬(ying)件資料(liao)傳(chuan)輸(shu)的(de)(de)(de)(de)每(mei)個(ge)環節(jie)進行精密的(de)(de)(de)(de)設計(ji)。

智能相機與工業相機

智能相機(ji)(ji)(Smart Camera)并不是(shi)一(yi)臺簡單(dan)的(de)相機(ji)(ji)，而(er)是(shi)一(yi)種(zhong)高度(du)集(ji)成化(hua)的(de)微小型機(ji)(ji)器視覺系統(tong)。它將圖像的(de)采集(ji)、處理(li)與通信功能集(ji)成于單(dan)一(yi)相機(ji)(ji)內，從而(er)提(ti)供(gong)了(le)具有多功能、模塊化(hua)、高可靠性(xing)、易(yi)于實現的(de)機(ji)(ji)器視覺解決方案。同時(shi)，由于應用了(le)DSP、FPGA及(ji)大容量存儲技(ji)術，其智能化(hua)程(cheng)度(du)不斷提(ti)高，可滿足多種(zhong)機(ji)(ji)器視覺的(de)應用需求。

工(gong)(gong)業(ye)相(xiang)(xiang)機與(yu)智(zhi)能相(xiang)(xiang)機的(de)應用場合相(xiang)(xiang)差不大(da)，但使用上卻有很大(da)的(de)差別(bie)，工(gong)(gong)業(ye)相(xiang)(xiang)機需(xu)(xu)要外接(jie)控(kong)制(zhi)器(qi)，需(xu)(xu)要專業(ye)性(xing)比較強的(de)軟(ruan)件人員來進(jin)行編程，可應對各種復(fu)雜(za)的(de)檢測(ce)要求(qiu)，而智(zhi)能相(xiang)(xiang)機則內置(zhi)簡單(dan)實用的(de)調試工(gong)(gong)具，可以獨立工(gong)(gong)作而不需(xu)(xu)要外接(jie)控(kong)制(zhi)器(qi)，操作簡單(dan)，容(rong)易上手。

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