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工业相机介绍和基础知识看这一篇就够!

发布时间:2020-05-07 | 阅读次数:14949

工业相机是机器视觉系统中的一个关键组件,其本质的功能就是将光信号转变成为有序的电信号,将这个信号进行 A/D 转换,并送到计算机内存当中,图像处理软件后就可以处理、分析和识别。

选择合适的相机也是机器视觉系统设计中的重要环节,相机的不仅是直接决定所采集到的图像分辨率、图像质量等,同时也与整个系统的运行结果直接相关。

不同相机对比

工业相机 安防相机 民用相机
高速工业相机
安防相机
民用相机

针对计算机程序设计

软件开发包(SDK)

图像数据真实

实时数据高速传输

数据一致性好

MV-HS工业相机

针对视频流存储设计

不提供软件开发包

图像经过DSP处理

25fps~30fps

传输经过压缩的数据

针对人眼感官设计

不提供软件开发包

图像经过更加复杂加工

基本无法实时传输

数据一致性不好(自动调节)


工业相机分类

按照扫描方式划分:面阵相机和线阵相机
按照传感器类型划分:CCD相机和CMOS相机
按照数据接口划分:USB2.0/3.0相机、1394A/B相机、千兆网相机、CameraLink相机

接口相机

工业相机技术

工业相机技术

1.像元/像素

图像传感器( Sensor)由许多像素点(Pixel)按照一定的次序排列,他是组成图像传感器的最小单元,像元一般为正方形

2.像元尺寸

像素尺寸也叫像元尺寸,是指每个像素的实际大小,单位μm,面阵相机象元尺寸一般为 1.4μm-14μm,线阵相机一般为7μm/14μm;

像元尺寸越大,能够接收到得光子数量越多,所成像的图像越亮。

像元尺寸越小,制造难度越大,适配的镜头也比较少, 图像质量也越不容易提高。

3.分辨率

分辨率用来描述传感器有效象元(像素)的分布情况

面阵相机:

像素以矩阵形式进行排列,由横向像素点数( H) ×竖向像素点数( V),其乘积接近于相机的像素值, 就是我们平时说到的多少万像素,常用面阵工业相机像素值为 120 万(1280x960)、 200 万(1600x1200)、 500 万(2592x1944)像素等,图中的是维视智造的HS高速工业相机。

线阵相机:

像素以直线的形式排列,竖向像素点( V)一般有 1~4行,描述按照横向像素点数( H)分为 1K、 2K、 4K、 6K、 8K, 16K 等( 1K=1024)。

4.帧率

面阵相机每秒采集或曝光的帧数,一般为该相机支持的最大曝光次数,单位fps;
5.行频

线阵相机每秒钟采集或曝光的行数,一般为最大曝光多少行,单位 Hz;

6.传感器尺寸

传感器尺寸

面阵传感器尺寸是指传感器物理大小,以对角线实际长度为传感器尺寸, 以英寸( “) 为单位,表示为(X/Y)×1″( 这里的 1″=16mm, 并非 25.4mm), 常见的长宽比为 4:3

7.曝光方式

面阵相机:分为行曝光 (Rolling shutter)与帧曝光(global shutter),行曝光也叫卷帘快门,帧曝光也叫全局快门,行曝光是指从传感器左上角开始逐行曝光,帧曝光是指整个传感器所有像素同时曝光;
 线阵相机:主要为行曝光,常见的为从左向右或从右向左曝光,此外还有从左右向中间等曝光方式;
8.曝光时间
传感器将光信号转换为电信号形成一帧图像,每个像元接受光信号的过程叫曝光,所花费的时间叫曝光时间,也叫快门速度;

9.像元深度

数字相机输出的数字信号,对于每一个像元灰度值,都有统一的比特位数,称为像元深度,像元深度一般是8位,输出的图像灰度等级是2的8次方,即0-255共256级