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2、像素深度(Pixel Depth):即每像素數(shù)據(jù)的位數(shù),一般常用的是8Bit,對于數(shù)字相機機一般還會有10Bit、12Bit、14Bit等。

3、最大幀率(Frame Rate)/行頻(Line Rate):相機采集傳輸圖像的速率,對于面陣相機一般為每秒采集的幀數(shù)(Frames/Sec.),對于線陣相機為每秒采集的行數(shù)(Lines/Sec.)。

4、曝光方式(Exposure)和快門速度(Shutter):對于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(fā)同步的采集方式,曝光時間可以與行周期一致,也可以設(shè)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,數(shù)字相機一般都提供外觸發(fā)采圖的功能。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(shù)(分辨率)共同決定了相機靶面的大小。數(shù)字相機像元尺寸為3μm~10μm,一般像元尺寸越小,制造難度越大,圖像質(zhì)量也越不容易提高。

6、光譜響應(yīng)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(yīng)范圍是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(tǒng)需要對紅外感光時可去掉該濾鏡。

7、接口類型:有Camera Link接口,以太網(wǎng)接口,1394接口、usb接口輸出,目前最新的接口有CoaXPress接口。

CCD是目前機器視覺最為常用的圖像傳感器。它集光電轉(zhuǎn)換及電荷存貯、電荷轉(zhuǎn)移、信號讀取于一體,是典型的固體成像器件。CCD的突出特點是以電荷作為信號,而不同于其它器件是以電流或者電壓為信號。這類成像器件通過光電轉(zhuǎn)換形成電荷包,而后在驅(qū)動脈沖的作用下轉(zhuǎn)移、放大輸出圖像信號。典型的CCD相機由光學(xué)鏡頭、時序及同步信號發(fā)生器、垂直驅(qū)動器、模擬/數(shù)字信號處理電路組成。CCD作為一種功能器件,與真空管相比,具有無灼傷、無滯后、低電壓工作、低功耗等優(yōu)點。

CMOS圖像傳感器的開發(fā)最早出現(xiàn)在20世紀(jì)70 年代初,90 年代初期,隨著超大規(guī)模集成電路 (VLSI) 制造工藝技術(shù)的發(fā)展,CMOS圖像傳感器得到迅速發(fā)展。CMOS圖像傳感器將光敏元陣列、圖像信號放大器、信號讀取電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、圖像信號處理器及控制器集成在一塊芯片上,還具有局部像素的編程隨機訪問的優(yōu)點。CMOS圖像傳感器以其良好的集成性、低功耗、高速傳輸和寬動態(tài)范圍等特點在高分辨率和高速場合得到了廣泛的應(yīng)用。

按照芯片類型可以分為CCD相機、CMOS相機;

按照傳感器的結(jié)構(gòu)特性可以分為線陣相機、面陣相機;

按照掃描方式可以分為隔行掃描相機、逐行掃描相機;

按照分辨率大小可以分為普通分辨率相機、高分辨率相機;

按照輸出信號方式可以分為模擬相機、數(shù)字相機;

按照輸出色彩可以分為單色(黑白)相機、彩色相機;

按照輸出信號速度可以分為普通速度相機、高速相機;

按照響應(yīng)頻率范圍可以分為可見光(普通)相機、紅外相機、紫外相機等。

2、工業(yè)相機的快門時間非常短,可以抓拍高速運動的物體。

例如,把名片貼在電風(fēng)扇扇葉上,以最大速度旋轉(zhuǎn),設(shè)置合適的快門時間,用工業(yè)相機抓拍一張圖像,仍能夠清晰辨別名片上的字體。用普通的相機來抓拍,是不可能達(dá)到同樣效果的。

3、工業(yè)相機的圖像傳感器是逐行掃描的,而普通的相機的圖像傳感器是隔行掃描的, 逐行掃描的圖像傳感器生產(chǎn)工藝比較復(fù)雜,成品率低,出貨量少,世界上只有少數(shù)公司能夠提供這類產(chǎn)品,例如Dalsa、Sony,而且價格昂貴。

4、工業(yè)相機的幀率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通相機。

工業(yè)相機每秒可以拍攝十幅到幾百幅圖片,而普通相機只能拍攝2-3幅圖像,相差較大。

5、工業(yè)相機輸出的是裸數(shù)據(jù)(raw data),其光譜范圍也往往比較寬,比較適合進行高質(zhì)量的圖像處理算法,例如機器視覺(Machine Vision)應(yīng)用。而普通相機拍攝的圖片,其光譜范圍只適合人眼視覺,并且經(jīng)過了mjpeg壓縮,圖像質(zhì)量較差,不利于分析處理。

6、工業(yè)相機(Industrial Camera)相對普通相機(DSC)來說價格較貴。

1、通常您首先需要知道系統(tǒng)精度要求和相機分辨率,可以通過公式:

X方向系統(tǒng)精度(X方向像素值)=視野范圍(X方向)/CCD芯片像素數(shù)量( X方向)

Y方向系統(tǒng)精度(Y方向像素值)=視野范圍(Y方向)/CCD 芯片像素數(shù)量( Y方向)

2、當(dāng)然理論像素值的得出,要由系統(tǒng)精度及亞像素方法綜合考慮;接著您要知道系統(tǒng)速度要求與相機成像速度:

系統(tǒng)單次運行速度=系統(tǒng)成像(包括傳輸)速度+系統(tǒng)檢測速度

雖然系統(tǒng)成像(包括傳輸)速度可以根據(jù)相機異步觸發(fā)功能、快門速度等進行理論計算,最好的方法還是通過軟件進行實際測試。

3、再接著您要將相機與圖像采集卡一并考慮,因為這涉及到兩者的匹配:

視頻信號的匹配:對于黑白模擬信號相機來說有兩種格式,CCIR和RS170(EIA),通常采集卡都同時支持這兩種相機;

分辨率的匹配:每款板卡都只支持某一分辨率范圍內(nèi)的相機;

特殊功能的匹配:如要是用相機的特殊功能,先確定所用板卡是否支持此功能,比如,要多部相機同時拍照,這個采集卡就必須支持多通道,如果相機是逐行掃描的,那么采集卡就必須支持逐行掃描。

接口的匹配:確定相機與板卡的接口是否相匹配。如CameraLink、GIGE、CoxPress、USB3.0等。

4、在滿足您對檢測的必要需求后,最后才應(yīng)該是價格的比較。

舉例說明:如我們的檢測任務(wù)是尺寸測量,產(chǎn)品大小是18mm*10mm,精度要求是0.01mm,流水線作業(yè),檢測速度是10件/秒,現(xiàn)場環(huán)境是普通工業(yè)環(huán)境,不考慮干擾問題。

首先我們知道是流水線作業(yè),速度比較快,因此選用逐行掃描相機;視野大小我們可以設(shè)定為20mm*12mm(考慮每次機械定位的誤差,將視野比物體適當(dāng)放大),假如我們能夠取到很好的圖像(比如可以打背光),而且我們軟件的測量精度可以考慮1/2亞像素精度,那么我們需要的相機分辨率就是20/0.01/2=1000pixcel(像素),另一方向是12/0.01/2=600pixcel,也就是說我們相機的分辨率至少需要1000*600pixcel,幀率在10幀/秒,因此選擇1024*768像素(軟件性能和機械精度不能精確的情況下也可以考慮1280*1024pixcel),幀率在10幀/秒以上的即可。