选择合适的工业相机是机器视觉系统设计中的重要环节,它不仅仅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模式直接相关。 但是,目前市场上的相机恐怕已经成千上万种,但是我从不慌张,也不怕新品出来跟不上,秘密就是我归纳了相机选型的 10 个控制点,事半功倍哦~ 为了给工业相机需求者提供更好的帮助,今天小矩就来告诉大家 如何选择最合适自己的工业相机。
01:
相机品牌
虽然大多数的厂商都推出了全系列产品,但是每个品牌都有擅长的地方,选择该品牌的明星产品往往性价比高,可靠性好。 怎么知道哪个是明星产品? 工业相机最主要的就是看采集到的图像效果。 好的效果,即使一个完全不懂的人也能看的出来,好坏即可分辨。 有条件的客户可以实际考察一下,才能够对工业相机了解的更透彻一些,也可以看到这个公司的真正产品质量和实力,对自己的选择有很大助推作用。
02:
分辨率
分辨率英文是 ResoluTIon,指的是图像传感器中所包含的像素点数,通常用长*宽表示,我们常说多少万像素相机就是由分辨率计算得来的。
首先要确定目标的精度,然后以精度为根据选择分辨率。然而为增加系统稳定性,不会只用一个像素单位对应一个测量/观察精度值,一般可以选择倍数4或更高。这样该相机需求单方向分辨率为1000,选用130万像素已经足够。
接着看工业相机的输出,如果是体式观察或机器软件分析识别,分辨率是越高越好;若是VGA输出或USB输出,则还依赖于显示器的分辨率,工业相机的分辨率再高,显示器分辨率不够,也是没有意义的;利用存储卡或拍照功能,也是尽量选择高像素的相机。
选择合适的分辨率,需要根据系统的需求来选择相机分辨率的大小,通常系统的像素精度等于视场(长或宽)除以相机分辨率(长或宽)。
03:
快门
快门英文是 Shutter ,快门是相机中用来控制光线照射感光元件照射时间的装置。 快门技术必须与应用匹配。 在工业相机中一般有两种快门方式:全局快门(Global Shutter)和卷帘快门(Rolling Shutter),主要差别在于吸收光线的方式。 要点是如果需要动态取像(飞拍)请一定选全局快门,卷帘快门只能用于静态取像。 快门主要作用是保护相机内部的芯片不受入射光线的影响,且只有在曝光时才会打开,所选的曝光时间将会确保像素接收适当数量的光子,并决定快门维持打开状态的时间。
04:
帧速率
帧速率英文是 Frames Per Second ,是指每秒钟采集图像的帧数。 比如 30 fps ,可以算出理论上采集一张图片需要的时间是1000 ms/30 fps=33.3 ms,这个时间是要算在整体检测节拍中的。
05:
图像传感器
图像传感器是相机中的感光元件,可以将光学图像转换成电子信号,主要分为 CCD 和 CMOS. 我被最常问到的十大问题之一就是 CCD 好还是 CMOS 好? 这个要从它们的历史说起,最初 CCD 的成像质量的确明显优于 CMOS ,但是 CMOS 比较努力,经过几年的发展已经达到了 CCD 同样的成像质量而且制造成本更低。 关于图像传感器我们要了解什么呢? 我们要了解的是芯片的尺寸,选择镜头的时候会用到。 芯片的结构,决定了相机是线阵相机还是面阵相机。 芯片的型号也至关重要,好的芯片相机成像质量好。
如果要求拍摄的物体是运动的,要处理的对象也是实时运动的物体,那么当然选择CCD芯片的相机为最适宜。但有的厂商生产的CMOS相机如果采用帧曝光的方式的话,也可以当作CCD来使用的。
虽然是CMOS芯片,但在拍摄运动物体时绝不比CCD的差,又假如物体运动的速度很慢,在我们设定的相机曝光时间范围内,物体运动的距离很小,换算成像素大小也就在一两个像素内,那么选择CMOS相机也是合适的。
06:
连接镜头的接口
相机的接口用于连接相机和镜头,主要有 C 口,CS 口,F 口。 选择匹配的镜头接口即可,一定要在选型的时候就考虑到这个问题,如果接口不一样要加转接环。
07:
传输接口
传输接口指的是相机传输图片的方式,目前常用的有GigE,USB3.0,CameraLink.等,接口不同也会影响到采集速度。 需要注意的是选对配件: (1)选择和接口相同的图像采集卡, GigE 就配千兆网卡, CameraLink 就配 CameraLink 卡。 (2)连接的线缆,接口要匹配,长度要确定,如果需要走坦克链一定要配高柔耐折弯的线缆,并且要带螺丝锁在接口上以免运动久了掉落或接触不良。
08:
相机颜色
相机分为彩色相机和黑白相机,通常情况下只有在需要识别颜色的情况下选择彩色相机,其他时候一律选黑白相机。 因为很多视觉工具都是在黑白图像上处理的,如果选了彩色相机还需要转换成黑白图像再运算,这个过程往往会降低画质,索性一开始就选择黑白相机更好。
09:
相机维度
按照维度相机可以分为2D相机和3D相机,3D相机可以得到高度信息,其他情况用2D相机就可以解决了,这篇文章讨论的也主要是2D相机,3D相机以后再专门来讲。
10:
相机的系统
相机的系统有两种:智能相机系统(嵌入式系统)和 PC-Based 系统。 智能相机系统集采集图像,处理图像于一体,结构紧凑,使用方便,价格略高。 PC-Based 系统是用工业相机采集图像,PC 处理图像,可以同时将多台相机集成在一个视觉系统里,可以二次开发定制软件。 从性价比上来说,如果是单台相机 200 万像素以下的需求建议选择智能相机,如果是多台相机或单台 200 万以上像素相机建议选择 PC-Based 系统。 从以上 10 个控制点去选择相机,一切尽在你的控制之中啦,不敢说百发百中,足以帮你解决大部分相机选型的问题。
编辑:黄飞
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