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選擇工業(yè)相機時應注意:
1、根據應用的不同來決定是需要選用CCD 還是CMOS, CCD 工業(yè)相機主要應用在運動物體的圖像提取,CMOS 工業(yè)相機一般應該在靜止物體的拍圖;
2、分辨率的選擇,考慮待待測量物體的精度,根據精度選擇分辨率。其次看工業(yè)相機的輸出,若是體式觀察或機器軟件分析識別,分辨率高是有幫助的;若是VGA 輸出或USB輸出,在顯示器上觀察,則還依賴于顯示器的分辨率,工業(yè)相機的分辨率再高,顯示器分辨率不夠,也是沒有意義的;
3、與鏡頭的匹配,傳感器芯片尺寸需要小于或等于鏡頭尺寸,C或CS安裝座也要匹配;
4、相機幀數選擇,當被測物體有運動要求時,要選擇幀數高的工業(yè)相機。但一般來說分辨率越高,幀數越低。
CCD相機和CMOS相機的區(qū)別是什么?
圖像傳感器是工業(yè)相機的核心感光元件,當前圖像傳感器主要分為電荷耦合器件(Charge Coupled Device,CCD)和互補金屬氧化物半導體(Complementary Metal Oxide Semiconductors,CMOS)兩種。
CCD相機和CMOS相機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)進行光與電的轉換,將圖像轉換為數字信息,它們的主要差異在數字信號傳送方式的不同。
CCD相機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,再經由傳感器邊緣的放大器進行放大輸出。
CMOS相機使用的圖像傳感器,每個像素都會連接一個放大器及模數轉換電路,用類似內存電路的方式將信號輸出。正是因為結構和工作原理的差異,導致CCD相機和CMOS相機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。
線陣相機和面陣相機
工業(yè)相機根據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,從而提高了速度。
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