工業(yè)相機根據(jù)不同的標準可以有多種分類,例如按照輸出信號的方式,可以分為模擬相機、數(shù)字相機;根據(jù)芯片類型的不同可以分為CCD相機與CMOS相機兩種,這種分類方式也是我們?yōu)槌R姷?。這里面,CCD全稱電荷耦合元件,CMOS全稱互補金屬氧化物半導體,兩者都是圖像傳感器,都是工業(yè)相機的精髓。
選擇合適的相機也是機器視覺系統(tǒng)設(shè)計中的重要環(huán)節(jié),相機的不僅是直接決定所采集到的圖像分辨率、圖像質(zhì)量等,同時也與整個系統(tǒng)的運行模式直接相關(guān)。
工業(yè)相機又俗稱攝像機,相比于傳統(tǒng)的民用相機而言,它具有高的圖像穩(wěn)定性、高傳輸能力和高抗干擾能力等,市面上工業(yè)相機大多是基于CCD或CMOS芯片的相機。從一下幾個控制點去選擇相機,一切盡在你的控制之中。工業(yè)相機還被稱作工業(yè)攝像頭、工業(yè)攝像機、工業(yè)照相機等等。從其芯類型中被分為工業(yè)CCD相機和工業(yè)CMOS相機,從其信號種類里又分為工業(yè)模擬相機、工業(yè)數(shù)字相機。工業(yè)相機已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)線在線檢測、智能交通,機器視覺,科研,軍事科學,航天航空等眾多領(lǐng)域。
工業(yè)相機在使用時有哪些需要注意地小細節(jié):
1、拍攝時,工業(yè)相機要拿穩(wěn):否則會使影像出現(xiàn)雙影或模糊不清。持之以按快門不要用力過猛,特別是在1/30秒以下更要注意穩(wěn)定。要像射擊時扣一樣,先輕輕地按下道簧,抓住時機再及時按第二道簧。1/15秒以下好用三腳架,或?qū)⒐I(yè)相機依托在固定物上拍攝;
2、拍攝時,工業(yè)相機要拿正。在拍攝人像、建筑物時,工業(yè)相機鏡頭不能過仰、過俯或左右傾斜,否則會使拍攝對象上大下小或上小下大,或使景物的水平向偏離地平線,使景物有東倒西歪的感覺;
3、使用器時,要輕輕地撥。在沒按下快門之前,切勿硬撥回原位,否則容易損壞器的彈簧和齒輪;
4、在使用簾式,小型工業(yè)相機時,特別要注意保護布簾,切勿用手指使勁摸觸,尤其不能讓尖的東西弄破布簾;
5、工業(yè)相機鏡頭不能長時間對著太陽,防止漏光。尤其是布簾快門的工業(yè)相機,因為太陽光聚焦的作用,容易燒壞布簾;
6、在使用小型工業(yè)相機時,好要養(yǎng)成先上膠卷后調(diào)速度盤的習慣,有的小型工業(yè)相機在上膠卷前是定不準速度的;
7、定快門速度時,不能定在相鄰的兩級速度中間。工業(yè)相機調(diào)速盤的每個刻度上,都有個或小槽,撥定到位,才能正常運行,指在兩級速度之間,不但得不到準確的速度,而且容易損壞快門。光圈的級數(shù),可以指在兩級光圈系數(shù)之間;
8、使用工業(yè)相機后,檢查快門和設(shè)備是否放松,因快門結(jié)構(gòu)的核心機件是彈簧,彈簧緊張的時間過長,易使彈力減弱,影響快門速度的準確性;
總之,工業(yè)相機的種類很多,使用工業(yè)相機的方法也不盡同。使用工業(yè)相機時,先要查看工業(yè)相機的型號、鏡頭的規(guī)格、使用的方法等。新的工業(yè)相機都有說明書,要仔細閱讀,熟悉各部件的性能和操作方法。沒有說明書而以不清楚的,一定要問清,切勿強行撥弄。在拍照前,還要檢查一下工業(yè)相機的附件帶全了沒有,甚至連膠片卷軸這類小件都要考慮周到,稍有疏忽便會影響攝影的順利進行。
線陣相機和面陣相機
工業(yè)相機根據(jù)像元的排列方式可分為線陣相機和面陣相機,線陣、面陣相機都有各自的優(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”
圖5 面陣相機(左)與線陣相機(右)
線陣相機,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,線陣相機具有特定的優(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,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,線陣相機也更容易安裝到狹小的應(yīng)用空間,比如在相機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,線陣相機通常也能夠提供更高的分辨率。由于線陣相機需要物品進行運動來創(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”
圖6 線陣相機能夠:(a)展開柱形物品以進行檢測;(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,面陣相機是以“面”為單位來進行圖像采集,面陣相機的傳感器擁有更多的感光像素,以矩陣排列。面陣相機可以一次性獲取完整的目標圖像,比線陣相機具有更快的檢測速度。大多數(shù)常見的檢測相機都基于面陣掃描,包括測量面積、形狀、尺寸、位置,甚至溫度,不過面陣相機每行的信息沒有線陣多,幀幅率有限。相機像素通常用萬為單位表示,以矩陣排列,比如1百萬像素相機的像素矩陣為W x H(寬 x 高)=1000 x 1000。相機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,選用不同焦距的鏡頭,分辨率就不同,如圖7。在表現(xiàn)圖像細節(jié)方面,不是由相機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,可以減少拍照次數(shù),從而提高了速度。
工業(yè)相機接口標準詳解
工業(yè)相機還被稱作工業(yè)攝像頭、工業(yè)攝像機、工業(yè)照相機等等。從其芯類型中被分為工業(yè)CCD相機和工業(yè)CMOS相機,從其信號種類里又分為工業(yè)模擬相機、工業(yè)數(shù)字相機。工業(yè)相機已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)線在線檢測、智能交通,機器視覺,科研,軍事科學,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,相機廠商都給出了大量的相機參數(shù),比如:相機接口、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)相機接口知識!
工業(yè)相機數(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)相機接口標準詳解
(1)Camera Link接口。
1、需要單的CameraLink接口,不便攜,導致成本過高。
2、Camera Link接口的相機,實際應(yīng)用中比較少。
3、傳輸速度是目前的工業(yè)相機中快的一種總線類型。一般用于高分辨率高速面陣相機,或者是線陣相機上。
4、傳輸距離近。
(2)USB2.0接口
1、USB2.0接口的工業(yè)相機,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、由于總線標準是近幾年才發(fā)布,所以協(xié)議的穩(wěn)定性同樣讓人擔心。
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,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,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),可以達到更理想的效果。
5、傳輸距離遠,可傳輸100米。
6、可多臺同時使用,CPU占用率小。
工業(yè)相機行業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈覆蓋全球
目前大多數(shù)工業(yè)相機都采用GbE介面,除了成本低廉外,容易與工業(yè)電腦介接,組成龐大復雜的自動化系統(tǒng)也是其優(yōu)勢。搭載USB3.0的工業(yè)相機也因為同樣的理由,而在市場上越來越受到歡迎。
至于智能相機,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)相機為例,除了光學、影像感測器、數(shù)位訊號處理器等相機的元素外,該相機還搭載第7代英特爾?酷睿?處理器,可以直接在相機上執(zhí)行各種視覺演算法。這種智能相機具備體積小、部署簡單的優(yōu)勢,適合用在小規(guī)模自動化系統(tǒng),或是與機器手臂結(jié)合,引導機器手臂作業(yè)。
工業(yè)相機主要包括鏡頭、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、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;而整機廠商有:中國??怠⒋笕A、云從、大恒等,國外Sony、BASLER、BAUMER等。
所屬分類:機械設(shè)備維修/工業(yè)機械維修
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