什么是工業相機？
工(gong)(gong)業(ye)(ye)相(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji)是機(ji)(ji)(ji)器視覺系統中的(de)一(yi)個關(guan)鍵組件，其本質功能就(jiu)是將光(guang)信(xin)(xin)號轉(zhuan)變成有(you)序的(de)電信(xin)(xin)號，相(xiang)(xiang)當于(yu)機(ji)(ji)(ji)器視覺系統的(de)“眼睛”。相(xiang)(xiang)比于(yu)傳(chuan)統的(de)民(min)用(yong)相(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji)(攝像(xiang)機(ji)(ji)(ji))而言，工(gong)(gong)業(ye)(ye)相(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji)(攝像(xiang)機(ji)(ji)(ji))具有(you)高(gao)圖像(xiang)穩(wen)定性(xing)、高(gao)傳(chuan)輸(shu)能力和高(gao)抗干擾能力等，市面上工(gong)(gong)業(ye)(ye)相(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji)大多是基于(yu)CCD(Charge Coupled Device)或CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)芯(xin)片的(de)相(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji)。
CCD，電荷(he)藕合(he)器件圖像(xiang)(xiang)傳(chuan)感器。它使用(yong)一種高感光度的半(ban)導體材(cai)料(liao)制成，能把光線轉(zhuan)變成電荷(he)，通過模數轉(zhuan)換(huan)器芯片轉(zhuan)換(huan)成數字(zi)信號，數字(zi)信號經過壓(ya)縮以后由(you)相機(ji)內部的閃速存儲器或內置(zhi)硬盤卡保存，因而可以輕而易舉地把數據傳(chuan)輸給計算(suan)機(ji)，并借助(zhu)于計算(suan)機(ji)的處理(li)手段，根(gen)據需要和想像(xiang)(xiang)來修改圖像(xiang)(xiang)。
CMOS，互補性(xing)氧化(hua)金(jin)屬半(ban)導(dao)(dao)體。和(he)CCD一(yi)樣(yang)，同為在數(shu)碼相機中可記錄(lu)光線(xian)變(bian)化(hua)的(de)(de)半(ban)導(dao)(dao)體。CMOS的(de)(de)制造技術(shu)和(he)一(yi)般(ban)計算機芯片沒什么差(cha)別(bie)，主要是利用硅(gui)和(he)鍺這兩種元素(su)所(suo)做成的(de)(de)半(ban)導(dao)(dao)體，使(shi)其在CMOS上共存著帶(dai)(dai)N(帶(dai)(dai)–電) 和(he) P(帶(dai)(dai)+電)級的(de)(de)半(ban)導(dao)(dao)體，這兩個互補效應(ying)所(suo)產生的(de)(de)電流即可被處(chu)理(li)芯片紀錄(lu)和(he)解讀成影像。
工業相機的作用
工(gong)業相機一般安裝在機器流水線上代替人眼來做測(ce)量(liang)和判(pan)(pan)斷，通過數(shu)字圖(tu)(tu)像攝取目標(biao)轉換成圖(tu)(tu)像信號(hao)，傳送給專用的圖(tu)(tu)像處理系(xi)統，圖(tu)(tu)像系(xi)統對這些信號(hao)進行各種運算來抽取目標(biao)的特征(zheng)，進而根據(ju)判(pan)(pan)別(bie)的結果來控制現場的設備(bei)動作。
隨著國(guo)內(nei)機(ji)(ji)器(qi)視覺行業的迅(xun)猛發(fa)展，機(ji)(ji)器(qi)視覺系統的重(zhong)要組件，工(gong)業相機(ji)(ji)也(ye)同樣得到了巨(ju)大的發(fa)展。數字工(gong)業相機(ji)(ji)對(dui)被攝(she)物(wu)的大小(xiao)沒有限(xian)制，根據鏡(jing)頭的條(tiao)件，既(ji)可以(yi)拍攝(she)一般物(wu)質，也(ye)可以(yi)用于顯微鏡(jing)攝(she)影。目前(qian)，工(gong)業相機(ji)(ji)的主要用途包括以(yi)下(xia)幾個方面：
(1)在(zai)開發產品和驗證產品等(deng)：如開發金屬(shu)材料及樹脂(zhi)材料時，用來觀(guan)察(cha)材料受到沖擊時內部裂紋產生的(de)方向(xiang)、狀態等(deng)，可用來分析材料被(bei)破壞時物質(zhi)的(de)結構，及電子產品的(de)工業在(zai)線檢測等(deng)。
(2)包(bao)裝(zhuang)和標簽行業的印(yin)刷過(guo)程中，能(neng)夠實(shi)時檢(jian)測(ce)到高(gao)速印(yin)刷中細微的缺陷，以便采取措施(shi)，減少損失。常見的缺陷如劃痕、灰塵、漏(lou)印(yin)、墨痕、褶(zhe)皺等都可被(bei)檢(jian)測(ce)出來，減少廢品支出，提高(gao)了(le)客戶滿(man)意(yi)度和信任度。
(3)其(qi)他(ta)領域：如機器視覺、科(ke)研(yan)、軍事科(ke)學、航空(kong)航天(tian)等眾多領域，尤其(qi)是在智(zhi)能交通行業(ye)：超速抓拍，闖紅燈電子警察(cha)、高速路口、卡扣(kou)收費等交通行業(ye)也(ye)得到了良好的(de)使用。
工業相機的分類
企業(ye)在(zai)實際選購和使(shi)用(yong)工(gong)業(ye)相(xiang)機之前，首(shou)先(xian)需(xu)要確定的就是相(xiang)機的類(lei)(lei)型(xing)。下(xia)面是按照不同的行(xing)業(ye)標準(zhun)進(jin)行(xing)的工(gong)業(ye)相(xiang)機分類(lei)(lei)。
（1）芯片類型
分為CCD相(xiang)機、CMOS相(xiang)機；
（2）傳感器的結構特性
分為(wei)線陣(zhen)相(xiang)機(ji)、面陣(zhen)相(xiang)機(ji)；
（3）按照掃描方式
分為隔行掃描(miao)相機(ji)(ji)、逐行掃描(miao)相機(ji)(ji)；
（4）分辨率大小
分(fen)為普通分(fen)辨率相機、高(gao)分(fen)辨率相機；
（5）輸出信號方式
分為模擬相(xiang)機(ji)、數(shu)字相(xiang)機(ji)；
（6）輸出色彩
分(fen)為單色(黑白)相機、彩(cai)色相機；
（7）輸出信號速度
分為(wei)普通速(su)度相機、高(gao)速(su)相機；
（8）響應頻率范圍
分為可見光(普通)相(xiang)(xiang)機(ji)、紅外(wai)相(xiang)(xiang)機(ji)、紫外(wai)相(xiang)(xiang)機(ji)等。
工業相機為什么會丟幀？
選擇(ze)合適的(de)(de)(de)相(xiang)機也(ye)是(shi)機器(qi)視(shi)覺系統設(she)計中的(de)(de)(de)重要(yao)環節，相(xiang)機的(de)(de)(de)選擇(ze)不(bu)僅直(zhi)接決定所采(cai)集到的(de)(de)(de)圖像(xiang)(xiang)(xiang)分辨率(lv)、圖像(xiang)(xiang)(xiang)質量等(deng)，同(tong)時也(ye)與(yu)整個系統的(de)(de)(de)運行模(mo)式直(zhi)接相(xiang)關。設(she)計不(bu)良的(de)(de)(de)驅動(dong)程序(xu)或工業相(xiang)機硬件可能(neng)會(hui)造(zao)成丟幀，其(qi)原因(yin)就是(shi)資(zi)料通道的(de)(de)(de)堵塞，無(wu)法及時處理(li),所以新(xin)的(de)(de)(de)圖像(xiang)(xiang)(xiang)進(jin)來(lai)時，前(qian)一張可能(neng)被迫(po)丟棄，或是(shi)新(xin)的(de)(de)(de)圖像(xiang)(xiang)(xiang)被迫(po)丟棄。要(yao)解決這(zhe)問題(ti)，需要(yao)設(she)計者(zhe)針對(dui)驅動(dong)程序(xu)與(yu)工業相(xiang)機硬件資(zi)料傳輸的(de)(de)(de)每個環節進(jin)行精密(mi)的(de)(de)(de)設(she)計。
智能相機與工業相機
智能相機(ji)(ji)(Smart Camera)并不(bu)是(shi)一(yi)臺簡單(dan)的相機(ji)(ji)，而是(shi)一(yi)種(zhong)(zhong)高度集成(cheng)化(hua)的微小型機(ji)(ji)器(qi)視覺(jue)系統。它將圖(tu)像的采集、處理與通(tong)信功能集成(cheng)于(yu)單(dan)一(yi)相機(ji)(ji)內，從(cong)而提供了(le)(le)具有多功能、模塊化(hua)、高可靠性、易于(yu)實現的機(ji)(ji)器(qi)視覺(jue)解決(jue)方(fang)案(an)。同時，由于(yu)應用了(le)(le)DSP、FPGA及大(da)容量存儲技術，其(qi)智能化(hua)程度不(bu)斷提高，可滿(man)足多種(zhong)(zhong)機(ji)(ji)器(qi)視覺(jue)的應用需求。
工業相機(ji)與(yu)智能相機(ji)的應(ying)用(yong)場合(he)相差(cha)不大(da)，但使用(yong)上(shang)卻(que)有很大(da)的差(cha)別，工業相機(ji)需(xu)要(yao)外接(jie)控制器，需(xu)要(yao)專業性比較強(qiang)的軟件人員(yuan)來進行(xing)編程(cheng)，可應(ying)對各種復雜的檢測要(yao)求，而智能相機(ji)則內置簡單實用(yong)的調試工具，可以獨立(li)工作(zuo)而不需(xu)要(yao)外接(jie)控制器，操(cao)作(zuo)簡單，容易上(shang)手。
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