高速抓拍是工業(yè)相機(jī)優(yōu)異于普通民用相機(jī)的表現(xiàn)之一,也是其一種重要的應(yīng)用。工業(yè)相機(jī)作為機(jī)器視覺系統(tǒng)的核心組件,在行業(yè)應(yīng)用中的地位是無可替代。而根據(jù)不同的行業(yè)應(yīng)用,我們要選用不同類型的工業(yè)相機(jī)才能保證機(jī)器視覺系統(tǒng)發(fā)揮最大的功能優(yōu)勢(shì)。選擇一個(gè)合適的高速抓拍相機(jī)應(yīng)該從哪些方面入手:
一、精度滿足要求
此要求的篩選跟高速抓拍無關(guān),跟普通工業(yè)相機(jī)選型類似,在此不作贅述。
二、確定色彩要求
要拍攝物體的顏色特征,就必須用顏色還原性比較好的相機(jī),例如高質(zhì)量的CCD或者3CCD相機(jī),與顏色無關(guān)的項(xiàng)目一般情況下采用黑白相機(jī),但也不是完全如此,有些要檢測(cè)的特征可能在彩色圖片里能夠更好地顯現(xiàn),此時(shí)也可能考慮使用彩色相機(jī)。
三、曝光時(shí)間,如何拍攝運(yùn)動(dòng)的物體
拍攝運(yùn)動(dòng)物體的時(shí)候,需要克服的最重要的問題是拖影,物體只要是運(yùn)動(dòng)的,拖影就一定會(huì)有的。拖影是在曝光的時(shí)候,拍攝目標(biāo)與攝像系統(tǒng)之間存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)形成的,因?yàn)檫@種相對(duì)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致芯片上形成的圖像一直在變化,各個(gè)部位的像元在曝光的過程中受到來自物體不同位置成像的影響,最終形成的圖片是一個(gè)連續(xù)變化圖像空間內(nèi)圖片的疊加。
為了使其不對(duì)檢測(cè)產(chǎn)生顯著影響,不同的項(xiàng)目類型,對(duì)拖影相對(duì)長(zhǎng)度的限制不盡相同,對(duì)于尺寸測(cè)量的項(xiàng)目,拖影對(duì)測(cè)量精度會(huì)有嚴(yán)重影響,在這種情況下,就會(huì)要求拖影長(zhǎng)度盡可能短,例如不超過1/3像素,或者不超過一個(gè)像素等,而對(duì)于識(shí)別、計(jì)數(shù)等相關(guān)的項(xiàng)目則對(duì)拖影的要求會(huì)相對(duì)寬些,這些要求一般情況下如此,并非絕對(duì),具體看實(shí)際情況需要。
運(yùn)動(dòng)速度和曝光時(shí)間是直接影響拖影的兩個(gè)因素。為了保證圖像中的拖影不超過s單位像素,則需要做到如下等價(jià)說法:
1.芯片上光學(xué)像在曝光時(shí)間內(nèi)移動(dòng)的位置不超過s單位像素;
2.物體與成像系統(tǒng)之間在曝光時(shí)間內(nèi)相對(duì)移動(dòng)(垂直于光軸平面內(nèi))距離不超過s單位的系統(tǒng)精度。
總結(jié)起來,一般情況下就是保證:物體運(yùn)動(dòng)速度Vp 曝光時(shí)間Ts<允許最長(zhǎng)拖影S單位系統(tǒng)精度。因此對(duì)于運(yùn)動(dòng)速度比較快的物體拍照,為了防止長(zhǎng)的拖影就需要極短的曝光時(shí)間,會(huì)選用較好的CCD相機(jī),因?yàn)橥ǔ5腃CD相機(jī)感光比較好,可以實(shí)現(xiàn)短時(shí)間曝光,但并不是說必須使用CCD相機(jī),如果光軸很強(qiáng)且速度不是很快,可以是用CMOS相機(jī),有的CMOS相機(jī)是幀曝光的,總體感光效果也比較好,也是拍攝運(yùn)動(dòng)物體的比較好的選擇。
四、幀率
幀率即相機(jī)每秒鐘可以捕捉的圖像數(shù)量。一般決定于圖像大小、曝光時(shí)間等,是相機(jī)的一個(gè)重要指標(biāo),相機(jī)幀率必須保證能夠拍攝到系統(tǒng)要求時(shí)間間隔最短的兩張圖片,否則就有可能造成丟幀等現(xiàn)象,進(jìn)而漏檢某些產(chǎn)品。
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