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2、像素深度(Pixel Depth):即每像素?cái)?shù)據(jù)的位數(shù),一般常用的是8Bit,對(duì)于數(shù)字相機(jī)機(jī)一般還會(huì)有10Bit、12Bit、14Bit等。

3、最大幀率(Frame Rate)/行頻(Line Rate):相機(jī)采集傳輸圖像的速率,對(duì)于面陣相機(jī)一般為每秒采集的幀數(shù)(Frames/Sec.),對(duì)于線陣相機(jī)為每秒采集的行數(shù)(Lines/Sec.)。

4、曝光方式(Exposure)和快門速度(Shutter):對(duì)于線陣相機(jī)都是逐行曝光的方式,可以選擇固定行頻和外觸發(fā)同步的采集方式,曝光時(shí)間可以與行周期一致,也可以設(shè)定一個(gè)固定的時(shí)間;面陣相機(jī)有幀曝光、場(chǎng)曝光和滾動(dòng)行曝光等幾種常見方式,數(shù)字相機(jī)一般都提供外觸發(fā)采圖的功能�？扉T速度一般可到10微秒,高速相機(jī)還可以更快。

5、像元尺寸(Pixel Size):像元大小和像元數(shù)(分辨率)共同決定了相機(jī)靶面的大小。數(shù)字相機(jī)像元尺寸為3μm~10μm,一般像元尺寸越小,制造難度越大,圖像質(zhì)量也越不容易提高。

6、光譜響應(yīng)特性(Spectral Range):是指該像元傳感器對(duì)不同光波的敏感特性,一般響應(yīng)范圍是350nm-1000nm,一些相機(jī)在靶面前加了一個(gè)濾鏡,濾除紅外光線,如果系統(tǒng)需要對(duì)紅外感光時(shí)可去掉該濾鏡。

7、接口類型:有Camera Link接口,以太網(wǎng)接口,1394接口、usb接口輸出,目前最新的接口有CoaXPress接口。

CCD是目前機(jī)器視覺最為常用的圖像傳感器。它集光電轉(zhuǎn)換及電荷存貯、電荷轉(zhuǎn)移、信號(hào)讀取于一體,是典型的固體成像器件。CCD的突出特點(diǎn)是以電荷作為信號(hào),而不同于其它器件是以電流或者電壓為信號(hào)。這類成像器件通過光電轉(zhuǎn)換形成電荷包,而后在驅(qū)動(dòng)脈沖的作用下轉(zhuǎn)移、放大輸出圖像信號(hào)。典型的CCD相機(jī)由光學(xué)鏡頭、時(shí)序及同步信號(hào)發(fā)生器、垂直驅(qū)動(dòng)器、模擬/數(shù)字信號(hào)處理電路組成。CCD作為一種功能器件,與真空管相比,具有無灼傷、無滯后、低電壓工作、低功耗等優(yōu)點(diǎn)。

CMOS圖像傳感器的開發(fā)最早出現(xiàn)在20世紀(jì)70 年代初,90 年代初期,隨著超大規(guī)模集成電路 (VLSI) 制造工藝技術(shù)的發(fā)展,CMOS圖像傳感器得到迅速發(fā)展。CMOS圖像傳感器將光敏元陣列、圖像信號(hào)放大器、信號(hào)讀取電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、圖像信號(hào)處理器及控制器集成在一塊芯片上,還具有局部像素的編程隨機(jī)訪問的優(yōu)點(diǎn)。CMOS圖像傳感器以其良好的集成性、低功耗、高速傳輸和寬動(dòng)態(tài)范圍等特點(diǎn)在高分辨率和高速場(chǎng)合得到了廣泛的應(yīng)用。

按照芯片類型可以分為CCD相機(jī)、CMOS相機(jī);

按照傳感器的結(jié)構(gòu)特性可以分為線陣相機(jī)、面陣相機(jī);

按照掃描方式可以分為隔行掃描相機(jī)、逐行掃描相機(jī);

按照分辨率大小可以分為普通分辨率相機(jī)、高分辨率相機(jī);

按照輸出信號(hào)方式可以分為模擬相機(jī)、數(shù)字相機(jī);

按照輸出色彩可以分為單色(黑白)相機(jī)、彩色相機(jī);

按照輸出信號(hào)速度可以分為普通速度相機(jī)、高速相機(jī);

按照響應(yīng)頻率范圍可以分為可見光(普通)相機(jī)、紅外相機(jī)、紫外相機(jī)等。

2、工業(yè)相機(jī)的快門時(shí)間非常短,可以抓拍高速運(yùn)動(dòng)的物體。

例如,把名片貼在電風(fēng)扇扇葉上,以最大速度旋轉(zhuǎn),設(shè)置合適的快門時(shí)間,用工業(yè)相機(jī)抓拍一張圖像,仍能夠清晰辨別名片上的字體。用普通的相機(jī)來抓拍,是不可能達(dá)到同樣效果的。

3、工業(yè)相機(jī)的圖像傳感器是逐行掃描的,而普通的相機(jī)的圖像傳感器是隔行掃描的, 逐行掃描的圖像傳感器生產(chǎn)工藝比較復(fù)雜,成品率低,出貨量少,世界上只有少數(shù)公司能夠提供這類產(chǎn)品,例如Dalsa、Sony,而且價(jià)格昂貴。

4、工業(yè)相機(jī)的幀率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通相機(jī)。

工業(yè)相機(jī)每秒可以拍攝十幅到幾百幅圖片,而普通相機(jī)只能拍攝2-3幅圖像,相差較大。

5、工業(yè)相機(jī)輸出的是裸數(shù)據(jù)(raw data),其光譜范圍也往往比較寬,比較適合進(jìn)行高質(zhì)量的圖像處理算法,例如機(jī)器視覺(Machine Vision)應(yīng)用。而普通相機(jī)拍攝的圖片,其光譜范圍只適合人眼視覺,并且經(jīng)過了mjpeg壓縮,圖像質(zhì)量較差,不利于分析處理。

6、工業(yè)相機(jī)(Industrial Camera)相對(duì)普通相機(jī)(DSC)來說價(jià)格較貴。

1、通常您首先需要知道系統(tǒng)精度要求和相機(jī)分辨率,可以通過公式:

X方向系統(tǒng)精度(X方向像素值)=視野范圍(X方向)/CCD芯片像素?cái)?shù)量( X方向)

Y方向系統(tǒng)精度(Y方向像素值)=視野范圍(Y方向)/CCD 芯片像素?cái)?shù)量( Y方向)

2、當(dāng)然理論像素值的得出,要由系統(tǒng)精度及亞像素方法綜合考慮;接著您要知道系統(tǒng)速度要求與相機(jī)成像速度:

系統(tǒng)單次運(yùn)行速度=系統(tǒng)成像(包括傳輸)速度+系統(tǒng)檢測(cè)速度

雖然系統(tǒng)成像(包括傳輸)速度可以根據(jù)相機(jī)異步觸發(fā)功能、快門速度等進(jìn)行理論計(jì)算,最好的方法還是通過軟件進(jìn)行實(shí)際測(cè)試。

3、再接著您要將相機(jī)與圖像采集卡一并考慮,因?yàn)檫@涉及到兩者的匹配:

視頻信號(hào)的匹配:對(duì)于黑白模擬信號(hào)相機(jī)來說有兩種格式,CCIR和RS170(EIA),通常采集卡都同時(shí)支持這兩種相機(jī);

分辨率的匹配:每款板卡都只支持某一分辨率范圍內(nèi)的相機(jī);

特殊功能的匹配:如要是用相機(jī)的特殊功能,先確定所用板卡是否支持此功能,比如,要多部相機(jī)同時(shí)拍照,這個(gè)采集卡就必須支持多通道,如果相機(jī)是逐行掃描的,那么采集卡就必須支持逐行掃描。

接口的匹配:確定相機(jī)與板卡的接口是否相匹配。如CameraLink、GIGE、CoxPress、USB3.0等。

4、在滿足您對(duì)檢測(cè)的必要需求后,最后才應(yīng)該是價(jià)格的比較。

舉例說明:如我們的檢測(cè)任務(wù)是尺寸測(cè)量,產(chǎn)品大小是18mm*10mm,精度要求是0.01mm,流水線作業(yè),檢測(cè)速度是10件/秒,現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境是普通工業(yè)環(huán)境,不考慮干擾問題。

首先我們知道是流水線作業(yè),速度比較快,因此選用逐行掃描相機(jī);視野大小我們可以設(shè)定為20mm*12mm(考慮每次機(jī)械定位的誤差,將視野比物體適當(dāng)放大),假如我們能夠取到很好的圖像(比如可以打背光),而且我們軟件的測(cè)量精度可以考慮1/2亞像素精度,那么我們需要的相機(jī)分辨率就是20/0.01/2=1000pixcel(像素),另一方向是12/0.01/2=600pixcel,也就是說我們相機(jī)的分辨率至少需要1000*600pixcel,幀率在10幀/秒,因此選擇1024*768像素(軟件性能和機(jī)械精度不能精確的情況下也可以考慮1280*1024pixcel),幀率在10幀/秒以上的即可。