工業相機作為機器視覺系統中的核心部件,對於機器視覺系統的重要性是不言而喻的。按照(zhao)分類的不同,相機又分為很多種:
1、彩色相機(ji)、黑白相機: 黑白相機直接將光強信號轉换(huan)成圖像(xiang)灰度值,生成(cheng)的是灰度圖像(xiang);彩色相機能获得(de)景物中紅(hong)、綠、藍三個分量的光信號,輸出彩色圖像。彩色相機能够(gou)提供比黑白相機更多的圖(tu)像信息。彩(cai)色相(xiang)機的實現方法主要有兩種,棱镜分光(guang)法和(he)Bayer滤波(bo)法。棱镜分光(guang)彩色相機,利用光學透镜將(jiang)入射光線的R、G、B分量分离(li),在(zai)三片傳感器上分別將三種顏色的(de)光信號轉换成電信號,最后對輸出(chu)的数字信號(hao)進行合成,得到彩(cai)色圖像(xiang)。
2、CCD相機、CMOS相機 芯(xin)片主要差异在於將光轉换為電信號的(de)方式。對於CCD傳感器,光照射到像元上(shang),像元產生(sheng)電荷,電荷通(tong)過少量(liang)的輸出電極傳輸並轉化為電流、缓冲、信號輸出。對於CMOS傳感器,每個像元自己完成電荷到電壓的轉换(huan),同時產生(sheng)数字信號。
3、按(an)靶面類型分類:面阵相(xiang)機、線阵相機 相機不仅可以根據傳感器技(ji)術進行區分,還可(ke)以根據傳感(gan)器架構進行區分。有兩種主要的傳(chuan)感器架構:面(mian)掃描(miao)和線掃描。面掃描相機通常用於輸出直接在监視器(qi)上顯示的場合。線掃描相機用於连續運動物體成像或需要连續(xu)的高分辨率(lv)成像的場合。線掃描相機的一個自(zi)然的應用(yong)是静止画面(Web Inspection)中要對连續產(chan)品進行成像,比(bi)如紡織、紙张、玻璃、鋼板等。同時,線掃描(miao)相機同樣適(shi)用於電子行業的非静止画面檢測。像德國Kappa相機根據它CCD的規格也會有線阵、面阵之(zhi)分。
4、按輸出模式分類:模擬相機、数字相機 根據相機数(shu)據輸出模式(shi)的不同分為模擬相機和数字相機,模擬相機(ji)輸出模擬信號,数字(zi)相機輸出数字信號。模擬相(xiang)機和数字相機還可以進一步細分,比如(ru)德國Kappa相機按数據(ju)接口又包括:USB 2.0接口、EE 1394 a / Fire Wire、Camera Link 接口、千兆以太網接口。模擬相機分為逐行掃描和隔行掃描(miao)兩(liang)種,隔(ge)行掃描相機又包含EIA、NTSC、CCIR、PAL等標準製式。有關接口技術的(de)详細介紹請參考采集卡及采集技術(shu)部分。 在選擇一款工業数字相機時,物體成像的速(su)度必须充分考虑好。例如,假設(she)在拍摄(she)過程中,物體在(zai)曝光中没有移動,可用(yong)相對簡單和便宜的(de)工業相機;對於静止或缓慢移動(dong)的物體,面阵工業相機最適(shi)合於對静(jing)止或移動缓慢的物體成像。因為(wei)整個面阵區域必须一次曝光(guang),在曝光時間当中任何的移動會(hui)导致(zhi)圖像的模糊,但是,運動模糊可以通過减少曝(pu)光時間或使用(yong)闪光燈來控製;對於快(kuai)速移(yi)動的物體,当對運動(dong)的物體使用一個面阵工業相機時(shi),需要考虑在曝光時(shi)間当中處於工業相機当中的運動(dong)對象数量,還需要考虑物體上能用(yong)一個像素表征的最(zui)小特征,也就是對象分辨率,在采集運動物體的圖像的拇指(zhi)規則就是(shi)曝光必须发生在采集物體移動量小於一個像素的時間内。如果你采集的物(wu)體是在以1厘米/秒的速度匀速移動(dong),而且物體分辨率已經(jing)設置為1 pixel/mm,那麼需(xu)要(yao)的最大曝光時間是1/10每秒。因為物體移動一個距离恰好等於相機傳感器中的(de)一個像(xiang)素,当使用最大曝光(guang)時間時这里會有一定数(shu)量的模糊。在这種(zhong)情况下,一般倾向於(yu)將(jiang)曝光時間設置的比最大值要快,比如1/20每秒,就能保持(chi)物體在移動半個像(xiang)素内成像。如果同樣(yang)的(de)物體以1厘米/秒的速度(du)移動,物體分辨率為1 pixel/微(wei)米,那麼一秒中所需要的最大(da)曝光是(shi)1/10000.曝光設置的對快取決於機器視覺系統所采(cai)用的(de)相機,還有你(ni)是否能够給物體足够的光來获得一幅(fu)好的圖像。





