工業(yè)相機分類
工業(yè)相機按照芯片類型、傳感器結(jié)構(gòu)特性、掃描方式、分辨率大小、輸出信號方式、輸出色彩、輸出信號速度、響應(yīng)頻率范圍等有著不同的分類方法。
按照芯片類型可以分為CCD相機、CMOS相機;
按照傳感器的結(jié)構(gòu)特性可以分為線陣相機、面陣相機;
按照掃描方式可以分為隔行掃描相機、逐行掃描相機;
按照分辨率大小可以分為普通分辨率相機、高分辨率相機;
按照輸出信號方式可以分為模擬相機、數(shù)字相機;
按照輸出色彩可以分為單色(黑白)相機、彩色相機;
按照輸出信號速度可以分為普通速度相機、高速相機;
按照響應(yīng)頻率范圍可以分為可見光(普通)相機、紅外相機、紫外相機等。
工業(yè)相機鏡頭接口
工業(yè)鏡頭和工業(yè)相機之間的接口有許多不同的類型,工業(yè)相機常用的包括C接口、CS接口、F接口、V接口、T2接口、徠卡接口、M42接口、M50接口等。
接口類型的不同和工業(yè)鏡頭性能及質(zhì)量并無直接關(guān)系。
接口主要分為兩類:螺口和卡口。螺口主要有0.75(M42、M58、M72等)、C口、CS口、M90×1;卡口主要有F口、V口。
C接口和CS接口是工業(yè)工業(yè)相機最常見的國際標準接口,為1英寸—32UN英制螺紋連接口。C接口和CS接口的螺紋連接是一樣的,區(qū)別在于C型接口的后截距為17.5mm,CS接口的后截距為12.5mm。
因此CS型接口的工業(yè)相機使用C口鏡頭時需要加一個5mm的接圈。C接口的工業(yè)相機不能用CS口的鏡頭
C接口和CS接口的區(qū)別:

在光學系統(tǒng)中,最后一個光學鏡片表面的頂點到像面的距離稱為后截距。
對于不同的光學系統(tǒng),其后截距都是不一樣的,因此,在安裝鏡頭時,需要調(diào)節(jié)鏡頭到相機的相對位置,使相機底片到鏡頭最后一面頂點的距離滿足后截距的要求,即使得底片位于鏡頭的像平面上。
工業(yè)相機傳感器尺寸大小
圖像傳感器作為工業(yè)相機核心部件,其靶面的大小,往往直接關(guān)系到成像的質(zhì)量。通常來講,圖像的成像質(zhì)量與像素的大小成正比。
這也就意味著,同樣大小的圖像傳感器,如果分辨率越高,那么像素尺寸就越小,其成像質(zhì)量也就會越差。
工業(yè)上的1/2.3’CMOS傳感器,分辨率通常只在500萬像素級別,而 民用的1/2.3’CMOS傳感器,則分辨率可以做到1600萬像素甚至更高的級別。
因此工業(yè)相機的成像質(zhì)量往往要比民用的相機成像質(zhì)量要好;同時,如果相同分辨率的相機,傳感器面積越大,則其單位像素的面積也越大,成像質(zhì)量也會越好。同樣的500萬像素的相機,2/3’的傳感器成像質(zhì)量就要好于1/2’的。

鏡頭規(guī)格應(yīng)視工業(yè)相機的的傳感器尺寸而定,兩者應(yīng)相對應(yīng)。
例如: 相機的ccd/cmos傳感器靶面大小為1/2英寸時,鏡頭應(yīng)選1/2英寸; 相機的ccd/cmos傳感器靶面大小為2/3英寸時,鏡頭應(yīng)選2/3英寸。

如果鏡頭尺寸比相機傳感器靶面尺寸大時,將使圖像視野比鏡頭視野小,即不能很好地利用鏡頭的視野;
如果鏡頭尺寸比相機傳感器靶面尺寸小時,將發(fā)生“隧道效應(yīng)”,即圖像有圓形的黑框,像在隧道里拍的一樣。
一般選擇工業(yè)相機的注意事項
選擇合適的相機是機器視覺系統(tǒng)設(shè)計中的重要環(huán)節(jié),相機的選擇不僅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)。

1、相機類型
對于靜止檢測或者一般低速的檢測,優(yōu)先考慮面陣相機,對于大幅面高速運動或者滾軸等運動的特殊應(yīng)用考慮使用線陣相機。
根據(jù)檢測的速度,選擇相機的幀率一定要大于物體運動的速度,一定要在相機的曝光和傳輸時間內(nèi)完成。而在實際檢測中實現(xiàn)同樣的目的可以有多種不同的解決辦法,相機的選擇也就有了更多空間。

2、相機幀率
相機的幀率決定著設(shè)備的測量效率,如相機的幀率是30FPS,則每秒鐘最多拍攝30次。通常來說,相機的分辨率越低,同樣的接口,幀率也會越高;而分辨率越高,幀率也會越低。
幀率*分辨率≤總線帶寬,即在接口一定(總線帶寬已經(jīng)確定),分辨率一定時,幀率也是有其最大值的。即要想相機的分辨率快,又要想相機的幀率高,那么就需要找更大帶寬的總線,也就是相機的輸出接口。

3、相機的曝光時間
相機的最小曝光時間,可以決定目標的運動速度;蛘叻催^來說,目標的運動速度,對相機的最小曝光時間提出了要求。
假設(shè)我們的目標運動速度是1mm/S,我們的測量精度是0.01mm/pixel,那么我們必須考慮,物體的運動引起的拖影必須要小于我們的精度0.01mm,
目標移動0.01mm,需要用時10ms,這就要求我們的相機的曝光時間必須小于10ms,如果大于這個曝光時間,那么僅僅物體運動引起的模糊就會大于0.01mm,這時我們的精度已經(jīng)無法達到0.010.01mm/pixel了。
4、相機輸出接口
同等像素條件下,各種接口的總線其相機幀率是不一樣的。一般來說CameraLink>USB3>GIGE>1394B>USB2,1394A。
現(xiàn)在最快的是Camera Link總線,USB3的理論速度達到了5Gbps即640MB,
實際表現(xiàn)來看,應(yīng)該有80%的有效帶寬,即有512M左右的總帶寬可供實際傳輸,這樣如果一個500萬像素的相機,每幅圖像5M,那么也可能達到100幀每秒,速度是非?斓。
而對于GIGE千兆網(wǎng)相機,500萬像素的相機,較快的可以做到23FPS。1394B的500萬像素相機可以做到13FPS,USB2,1394A一般為5~6幀的樣子。
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