工業(yè)相機(jī)是機(jī)器視覺系統(tǒng)中的一個關(guān)鍵組件，其本質(zhì)的功能就是將光信號轉(zhuǎn)變成為有序的電信號。相比于市面上普通相機(jī)來說，具有更高的傳輸力、抗干擾力以及穩(wěn)定的成像能力。它由兩大基本部件組成：圖像感光芯片和數(shù)字化的數(shù)據(jù)接口。

目前，市面上也出現(xiàn)了越來越多的工業(yè)相機(jī)品牌，相機(jī)廠商都給出了大量的相機(jī)參數(shù)，比如：相機(jī)接口、芯片類型、量子效應(yīng)、幀率等。伴隨著電子信息技術(shù)的高速發(fā)展以及各類攝像頭的廣泛應(yīng)用，全球圖像視頻數(shù)據(jù)爆炸式增長，人類社會正在進(jìn)入視覺信息的大數(shù)據(jù)時代。工業(yè)相機(jī)可說是工業(yè)自動化系統(tǒng)的靈魂之窗，從物件/條碼辨識、產(chǎn)品檢測、外觀尺寸量測到機(jī)械手臂/傳動設(shè)備定位，都是工業(yè)相機(jī)技術(shù)可以發(fā)揮的舞臺。

工業(yè)相機(jī)在生產(chǎn)制造上的應(yīng)用越來越廣泛，工業(yè)相機(jī)這類產(chǎn)品也出現(xiàn)新的發(fā)展方向。由于不同應(yīng)用對工業(yè)相機(jī)的性能跟功能配置有很大的差異，因此工業(yè)相機(jī)大致上可區(qū)分成可配置型系統(tǒng)、嵌入型系統(tǒng)與智慧相機(jī)型三大類。但不論是哪種工業(yè)相機(jī)系統(tǒng)，除了少數(shù)特殊應(yīng)用外，其所使用的工業(yè)相機(jī)都越來越向個人電腦靠攏，甚至智慧相機(jī)本質(zhì)上就是一臺內(nèi)建CPU、記憶體，可以執(zhí)行各種視覺演算法的工業(yè)電腦。

工業(yè)相機(jī)廣泛使用中通常會遇到一些問題怎么解決呢？那么今天來介紹一下如何解決工業(yè)相機(jī)中常見故障？
一.沒有圖像運行DEMO？
1.打開鏡頭光圈，或擰下鏡頭以查看是否有感光。
2.驅(qū)動安裝是否正常;
3. DEMO是否使用連續(xù)采集模式。
二.如何連接外部觸發(fā)器？
這時候相機(jī)出廠時的使用手冊格外的重要，可以查看說明書如何進(jìn)行觸發(fā)設(shè)置，一般用TRI +，TRI + live連接;觸發(fā)信號用于高低電平觸發(fā)或脈沖信號觸發(fā)。
三，圖像的顏色不正確和有偏色，怎么辦？
在軟件中設(shè)置白平衡，調(diào)試亮度，對比度等
四.圖像拍攝后顯示不完整，怎么辦？
1.確認(rèn)一下工業(yè)相機(jī)的分辨率是否正確。
2. 調(diào)整顯示比例來調(diào)整合適的顯示區(qū)域。
3.調(diào)整焦距的大小，如果工業(yè)相機(jī)安裝的是固定鏡頭，可以通過移動物體距離來改變圖像的清晰度;
如果相機(jī)安裝的是變焦鏡頭，可以調(diào)整鏡頭上的焦圈進(jìn)行聚焦;
如果相機(jī)安裝的是放大的鏡頭，它可以改變放大倍率來調(diào)整視野。
五，如何解決圖像噪點很多，不清晰的問題？
可以通過設(shè)置增益gain。增益越小，噪聲越清晰。
6.拍攝的圖像顯示出來的圖像太暗或者太亮了，怎么辦？
可以通過設(shè)置曝光時間來改善。曝光時間越長，圖像越亮。
以上你學(xué)到了嗎？

典型的機(jī)器視覺系統(tǒng)主要由光源、鏡頭、工業(yè)相機(jī)、圖像采集卡或圖像處理器，以及控制輸出單元等硬件構(gòu)成。其中，工業(yè)相機(jī)是機(jī)器視覺系統(tǒng)核心的組件，其本質(zhì)的功能就是將光信號轉(zhuǎn)變成為有序的電信號，再將該信號模數(shù)轉(zhuǎn)換并送到處理器后以完成圖像的處理、分析和識別。選擇合適的工業(yè)相機(jī)是機(jī)器視覺系統(tǒng)設(shè)計的重要環(huán)節(jié)，工業(yè)相機(jī)類型不僅直接決定所采集到的圖像分辨率、圖像質(zhì)量，同時也與整個系統(tǒng)的運行模式直接相關(guān)。
工業(yè)相機(jī)有多種分類方法，比較常見有：按感光芯片的類型分CCD工業(yè)相機(jī)（電荷耦合器件）和CMOS工業(yè)相機(jī)（互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體）；根據(jù)輸出色彩分為黑白相機(jī)和彩色相機(jī)；按像元的排列方式可分為線陣相機(jī)和面陣相機(jī)，按成像維度可為二維（2D相機(jī)）和三維（3D相機(jī)）等。

CCD相機(jī)和CMOS相機(jī)的區(qū)別是什么？
圖像傳感器是工業(yè)相機(jī)的核心感光元件，當(dāng)前圖像傳感器主要分為電荷耦合器件（Charge Coupled Device，CCD）和互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體（Complementary Metal Oxide Semiconductors，CMOS）兩種。
CCD相機(jī)和CMOS相機(jī)使用的圖像傳感器感光原理類似，基本上都是利用感光二管（photodiode）進(jìn)行光與電的轉(zhuǎn)換，將圖像轉(zhuǎn)換為數(shù)字信息，它們的主要差異在數(shù)字信號傳送方式的不同。
CCD相機(jī)圖像傳感器每一行中每一個像素（pixel）電荷信號都會依序傳送到下一個像素中，由底端的部分輸出，再經(jīng)由傳感器邊緣的放大器進(jìn)行放大輸出。
CMOS相機(jī)使用的圖像傳感器，每個像素都會連接一個放大器及模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，用類似內(nèi)存電路的方式將信號輸出。正是因為結(jié)構(gòu)和工作原理的差異，導(dǎo)致CCD相機(jī)和CMOS相機(jī)圖像傳感器具有不同的特性。CCD圖像傳感器在靈敏度、分辨率，以及噪聲控制等方面均優(yōu)于CMOS圖像傳感器，而CMOS圖像傳感器則具有低成本、低耗電以及高整合度的特性。

線陣相機(jī)和面陣相機(jī)
工業(yè)相機(jī)根據(jù)像元的排列方式可分為線陣相機(jī)和面陣相機(jī)，線陣、面陣相機(jī)都有各自的優(yōu)點和缺點，適用于不同應(yīng)用環(huán)境。
一文了解“工業(yè)相機(jī)”
圖5 面陣相機(jī)（左）與線陣相機(jī)（右）
線陣相機(jī)，顧名思義是被測視野呈“線”狀，它的傳感器通常只有一行感光元素，以“線”掃描的方式連續(xù)拍照，再合成一張的二維圖像。在某些應(yīng)用中，如高頻掃描和高分辨率的場合，相比面陣相機(jī)，線陣相機(jī)具有特定的優(yōu)勢。舉例來說，如圖6，檢測圓形或柱形物品時，可能需要使用多臺面陣相機(jī)，才能覆蓋到物品的整個表面。但如果我們將物品置于一臺線陣相機(jī)前面，然后旋轉(zhuǎn)物品，通過這種方式將圖像展開，我們可以采集到整個表面的圖像。而且，線陣相機(jī)也更容易安裝到狹小的應(yīng)用空間，比如在相機(jī)通過輸送帶上的滾軸來查看物品底部的情況。另外，相比傳統(tǒng)面陣相機(jī)，線陣相機(jī)通常也能夠提供更高的分辨率。由于線陣相機(jī)需要物品進(jìn)行運動來創(chuàng)建圖像，它們通常非常適合用于檢測處于連續(xù)運動狀態(tài)的產(chǎn)品。
一文了解“工業(yè)相機(jī)”
圖6 線陣相機(jī)能夠：（a）展開柱形物品以進(jìn)行檢測；（b）將視覺系統(tǒng)安裝到空間狹小的應(yīng)用環(huán)境中；（c）滿足高分辨率檢測要求；（d）檢測處于連續(xù)運動狀態(tài)的物品
相比線陣相機(jī)，面陣相機(jī)是以“面”為單位來進(jìn)行圖像采集，面陣相機(jī)的傳感器擁有更多的感光像素，以矩陣排列。面陣相機(jī)可以一次性獲取完整的目標(biāo)圖像，比線陣相機(jī)具有更快的檢測速度。大多數(shù)常見的檢測相機(jī)都基于面陣掃描，包括測量面積、形狀、尺寸、位置，甚至溫度，不過面陣相機(jī)每行的信息沒有線陣多，幀幅率有限。相機(jī)像素通常用萬為單位表示，以矩陣排列，比如1百萬像素相機(jī)的像素矩陣為W x H（寬 x 高）=1000 x 1000。相機(jī)的分辨率是指一個像素表示實際物體的大小，用um x um表示，數(shù)值越小，分辨率越高。分辨率是由選擇的鏡頭焦距決定的，同一種相機(jī)，選用不同焦距的鏡頭，分辨率就不同，如圖7。在表現(xiàn)圖像細(xì)節(jié)方面，不是由相機(jī)的像素多少來決定的，而是由分辨率決定的。同等分辨率條件下，像素越多，可以成像的區(qū)域面積越大。雖然清晰度并不是由像素決定，但是像素大的相機(jī)，可以減少拍照次數(shù)，從而提高了速度。

工業(yè)相機(jī)接口標(biāo)準(zhǔn)詳解
工業(yè)相機(jī)還被稱作工業(yè)攝像頭、工業(yè)攝像機(jī)、工業(yè)照相機(jī)等等。從其芯類型中被分為工業(yè)CCD相機(jī)和工業(yè)CMOS相機(jī)，從其信號種類里又分為工業(yè)模擬相機(jī)、工業(yè)數(shù)字相機(jī)。工業(yè)相機(jī)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)線在線檢測、智能交通,機(jī)器視覺,科研,軍事科學(xué),航天航空等眾多領(lǐng)域。
目前，市面上也出現(xiàn)了越來越多的工業(yè)相機(jī)，相機(jī)廠商都給出了大量的相機(jī)參數(shù)，比如：相機(jī)接口、芯片類型、量子效應(yīng)、幀率等。一般非行業(yè)內(nèi)人士，在面對這些參數(shù)時往往會無所適從。根據(jù)長期的相機(jī)使用經(jīng)驗，朗銳智科為大家總結(jié)出目前使用比較廣泛的工業(yè)相機(jī)接口知識！
工業(yè)相機(jī)數(shù)據(jù)傳輸接口方式有很多種，包括CoaxPress、CameraLink接口、USB接口、Gige接口等。
工業(yè)相機(jī)接口標(biāo)準(zhǔn)詳解
（1）Camera Link接口。
1、需要單的CameraLink接口，不便攜，導(dǎo)致成本過高。
2、Camera Link接口的相機(jī)，實際應(yīng)用中比較少。
3、傳輸速度是目前的工業(yè)相機(jī)中快的一種總線類型。一般用于高分辨率高速面陣相機(jī)，或者是線陣相機(jī)上。
4、傳輸距離近。
（2）USB2.0接口
1、USB2.0接口的工業(yè)相機(jī)，是早應(yīng)用的數(shù)字接口之一，開發(fā)周期短，成本低廉，是目前為普通的類型。
2、所有電腦都配置有USB2.0接口，方便連接，不需要采集卡；缺點是其傳輸速率較慢，理論速度只有480Mb（60MB）。
3、傳輸速率低，糟糕的協(xié)議（Bulk-OnlyTransport(BOT)協(xié)議）與編碼方式，數(shù)據(jù)只有30MB/S左右。
4、在傳輸過程中CPU參與管理，占用及消耗資源較大。
5、USB2.0接口不穩(wěn)定，相機(jī)通常沒有堅固螺絲，因此在經(jīng)常運動的設(shè)備上，可能會有松動的危險。
6、傳輸距離近，信號容易衰減。
（3）USB3.0接口
1、USB 3.0的設(shè)計在USB 2.0的基礎(chǔ)上新增了兩組數(shù)據(jù)總線，為了向下兼容，USB 3.0保留了USB 2.0的一組傳輸總線。
2、在傳輸協(xié)議方面，USB3.0除了支持傳統(tǒng)的BOT協(xié)議，新增了USB Attached SCSI Protocol（USAP），可以完全發(fā)揮出5Gbps的高速帶寬優(yōu)勢。
3、由于總線標(biāo)準(zhǔn)是近幾年才發(fā)布，所以協(xié)議的穩(wěn)定性同樣讓人擔(dān)心。
4、傳輸距離問題，依然沒有得到解決。
（4）GIGE千兆網(wǎng)接口
1、千兆網(wǎng)協(xié)議穩(wěn)定。
2、千兆網(wǎng)接口的工業(yè)相機(jī)，是近幾年市場應(yīng)用的。使用方便，連接到千兆網(wǎng)卡上，即能正常工作。
3、需要注意一些的細(xì)節(jié)，如早期的NI的軟件，可能對千兆網(wǎng)卡的芯片有要求，需要使用INTEL的芯片才可以正常驅(qū)動GIGE相機(jī)，而使用如Realtek的芯片網(wǎng)卡，就無法響應(yīng)。
4、在千兆網(wǎng)卡的屬性中，也有與1394中的Packet Size類似的巨幀。設(shè)置好此參數(shù)，可以達(dá)到更理想的效果。
5、傳輸距離遠(yuǎn)，可傳輸100米。
6、可多臺同時使用，CPU占用率小。

工業(yè)相機(jī)行業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈覆蓋全球
目前大多數(shù)工業(yè)相機(jī)都采用GbE介面，除了成本低廉外，容易與工業(yè)電腦介接，組成龐大復(fù)雜的自動化系統(tǒng)也是其優(yōu)勢。搭載USB3.0的工業(yè)相機(jī)也因為同樣的理由，而在市場上越來越受到歡迎。
至于智能相機(jī)，本質(zhì)上已經(jīng)是一臺迷你型工業(yè)電腦。以朗銳智科的PCM-6410工業(yè)相機(jī)為例，除了光學(xué)、影像感測器、數(shù)位訊號處理器等相機(jī)的元素外，該相機(jī)還搭載第7代英特爾?酷睿?處理器，可以直接在相機(jī)上執(zhí)行各種視覺演算法。這種智能相機(jī)具備體積小、部署簡單的優(yōu)勢，適合用在小規(guī)模自動化系統(tǒng)，或是與機(jī)器手臂結(jié)合，引導(dǎo)機(jī)器手臂作業(yè)。
工業(yè)相機(jī)主要包括鏡頭、感光傳感器、網(wǎng)絡(luò)芯片編碼器、濾光片等。目前全球鏡頭廠商主要有：富士能、施耐德、卡爾蔡司、東正光學(xué)、普密斯;CMOS/CDD的生產(chǎn)廠商有日本索尼、日本松下、美國Aptina;網(wǎng)絡(luò)芯片編碼器生產(chǎn)廠商有：華為海思、美國TI、臺灣智源、NXP等;而整機(jī)廠商有：中國海康、大華、云從、大恒等，國外Sony、BASLER、BAUMER等。