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在工業(yè)機器視覺系統(tǒng)中,相機該如何選擇,？[看完你就知道了]

在工業(yè)機器視覺領(lǐng)域，用于圖像處理系統(tǒng)的相機可分為工業(yè)相機或網(wǎng)絡(luò)/IP(網(wǎng)絡(luò)協(xié)議)相機兩類。網(wǎng)絡(luò)相機主要用于錄制視頻，廣泛使用于安防監(jiān)控應(yīng)用之中，同時也可與工業(yè)相機結(jié)合使用,。

網(wǎng)絡(luò)相機的典型特性

1、通常會有堅固的外殼保護，外殼具有抗振功能,，能適應(yīng)任何天氣變化,，這使相機適用于室內(nèi)和室外環(huán)境

2、各種不同功能(例如晝/夜模式)以及特殊的紅外濾光片使相機能夠提供卓越的成像質(zhì)量,，即使環(huán)境光源或天氣情況極差的情況下亦可使用,。

3、可壓縮所記錄的圖像,，這樣可以減少數(shù)據(jù)量,，也能使所有數(shù)據(jù)均可存儲在相機內(nèi)。通過連接到網(wǎng)絡(luò),，理論上可讓無限數(shù)量的用戶訪問該相機

工業(yè)相機的特點

1,、會以未經(jīng)壓縮的原始數(shù)據(jù)形式將圖像直接傳輸至計算機，然后計算機負責(zé)處理相對大量的數(shù)據(jù),。該方法的優(yōu)點是不會丟失任何圖像信息,。

2、工業(yè)相機包含兩種形式:面陣相機和線陣相機,，它們拍攝圖像的方式不同,，具體與視覺應(yīng)用的類型相關(guān)。

面陣和線陣相機的區(qū)別

1,、面陣面陣相機裝備了長方形芯片,，配有多個可同時被曝光的像素行。因此圖像數(shù)據(jù)可在單一步驟中被捕捉和記錄并同步處理,。

面陣相機通常在各種不同工業(yè)領(lǐng)域,、醫(yī)療和生命科學(xué)領(lǐng)域、交通運輸領(lǐng)域或安全與監(jiān)視領(lǐng)域中使用,，通常作為對網(wǎng)絡(luò)相機的補充,。

2、線陣 線陣相機使用一種備有1行,、2 行或3 行像素的芯片,。圖像數(shù)據(jù)將按行拍攝，而獨立的像素行將在處理階段中重新組成完整的圖像,。是選擇面陣相機,，還是線陣相機，取決于用戶的應(yīng)用以及應(yīng)用的要求,。

檢測在傳送帶上以極快速度傳送的產(chǎn)品時會廣泛用到線陣相機,。典型的工業(yè)應(yīng)用包括印刷、分揀和包裝,、食品飲料以及各種表面檢驗,。

選擇黑白相機還是彩色相機

相機的顏色選擇主要取決于應(yīng)用目的。需要什么樣的圖像?為了評估結(jié)果,，需要彩色圖像嗎?還是黑白圖像即可滿足要求?如果可以,，黑白相機通常更適合,，因為它們更靈敏，所呈現(xiàn)出的圖像細節(jié)更加豐富,。比如智能交通系統(tǒng)方面的應(yīng)用,，經(jīng)常會將黑白相機與彩色相機相結(jié)合使用，以符合特定國家/地區(qū)對于保存證據(jù)圖像的法律要求,。

芯片類型,、快門技術(shù)、幀速率

這一步需要挑選適合的芯片(即采用 CMOS 或 CCD 芯片技術(shù))以及選擇快門技術(shù)的類型(即全局快門或滾動快門),。之后要考慮的問題則的是幀速率,，這個指標(biāo)是相機為了能夠順暢處理任務(wù)每秒必須提供的圖像數(shù)量

1、挑選芯片類型的問題主要是用 CCD 芯片還是 CMOS 芯片的問題,，關(guān)于兩者區(qū)別在前面已做詳細講解,。

1、快門的選擇必須與應(yīng)用匹配,?？扉T能夠保護相機內(nèi)部的芯片不受入射光線的影響，且只有在曝光時才會打開,。所選的曝光時間將會確保像素接收適當(dāng)數(shù)量的光子,，并決定快門維持打開狀態(tài)的時間。全局快門和滾動快門的區(qū)別在于吸收光線的方式,。

全局快門會全部打開并讓光線一次性地接觸整個芯片表面,。依幀速率而定，移動中的目標(biāo)會快速地被連續(xù)拍攝到,。全局快門是需要拍攝快速移動目標(biāo)的應(yīng)用的首選,，例如交通與運輸領(lǐng)域，物流領(lǐng)域以及印刷材料的檢測,。

滾動快門則是逐行來曝光圖像,。根據(jù)所選的曝光時間不同，當(dāng)目標(biāo)在曝光過程中移動時,，可能會發(fā)生失真,，也就是所謂的滾動快門效應(yīng)。但是,，并非涉及移動目標(biāo)的應(yīng)用就完全無法使用滾動快門,，在多數(shù)情況下,，該效應(yīng)可通過正確配置曝光時間以及使用外置閃光燈來規(guī)避,。

對于面陣相機，幀速率與“每秒多少幀圖像”或“fps”含義相同;而對于線陣相機,，幀速率則與“行頻”或“行頻率”含義相同,。幀速率描述芯片可在每秒鐘拍攝與傳輸?shù)膱D像數(shù)量,。頓速率越高，芯片速度越快:芯片速度越快,，它每秒拍攝到的圖像就越多:圖像越多,，數(shù)據(jù)量就越大。

分辨率

分辨率是指芯片每行和每列上像素點的個數(shù),，計算分辨率可以參考以下公式:分辨率=視野/像素精度,，視野是指相機要拍照范圍的大小，視野要比拍照范圍大一些,，但是也不能大太多,，并且要注意視野寬高一般是有比例關(guān)系的。像素精度是指一個像素所對應(yīng)的實際物理尺寸,，在不是特別精密的應(yīng)用場合中,，可以把像素精度作為系統(tǒng)的精度。

圖像接口

接口是相機與計算機之間的連接點,，將來自相機芯片的圖像數(shù)據(jù)從硬件(相機芯片)傳輸?shù)杰浖?處理圖像的組件),。

案例:現(xiàn)在有這樣的檢測需求，已知檢測對象的大小是115mmx85mm,，該產(chǎn)品放置在運動中的生產(chǎn)線上做在線檢測,，檢測節(jié)拍要求每分鐘能檢測 120 個產(chǎn)品，檢測精度要求0.Imm,，檢測現(xiàn)場(即相機安裝位置),，距離控制器 12m，該項目無顏色檢測需求,，請針對本需求做出相機選型

第一步:確定視野大小,。視野要比檢測對象略大一些，并且視野一般要符合4:3比例,，這里選擇 120mmx90mm,。

第二步:按題目要求所需檢測精度為0.1mm，根據(jù)前面所說的公式計算,，分辨率=視野/像素精度=120x90/0.1=1200x900,，那么最符合需求的是 1280x1024(像素)分辨率。

第三步:由于項目需求為運動中在線檢測,，需要選用全局曝光的相機,。

第四步:根據(jù)檢測速度要求，120個/min,，即2個/s,，所以至少是2幀以上的幀速率才能滿足使用要求。

第五步:沒有顏色檢測要求,，黑白相機就能滿足使用,。

第六步:通信距離 12m,，考慮幾種接口的通信距離長短，這里需要使用千兆網(wǎng)的相機才能實現(xiàn)該通信距離,。

綜上,，用戶只要在相機廠商官網(wǎng)或手冊上找到 1280x1024 像素，即 130 萬像素的相機,，曝光方式為全局曝光,，拍照速度 2幀以上，網(wǎng)口黑白相機即可,。