在工业自动化领域,工业相机是不可或缺的关键组件。它们为各种应用提供了快速、准确和可靠的图像捕获能力,是生产线上的“眼睛”。那么面对众多品牌和型号,如何选择适合的工业相机呢?
需求分析
准确地描述项目需要完成的功能和工作环境,对于相机的选型是至关重要的。现在有一个项目需要实施,你需要从哪些信息来确定相机的选型呢?
需要知道的信息 | 对信息的描述说明 |
检测什么产品? | 检测产品的材质、产品的形状、产品的尺寸 |
检测什么功能? | 具体的检测指标、是否需要彩色相机、相机的维度 |
工作距离是多少? | 相机的安装最大最小空间范围、是否可以自由调节 |
检测精度需要多高? | 客户测量的精度需求、定义成缺陷的瑕疵大小 |
检测速度多快? | 全自动检测还是手动检测、检测速度多少pcs/min、除去机构用时剩下留给视觉的时间有多少 |
现场的硬件需求 | 相机与镜头的接口需求、相机的品牌是否有需求 |
工业相机类型分析
1、按传感器的结构特性:面阵相机、线阵相机
对于静止检测或者一般低速的检测,优先考虑面阵相机;对于精度要求高、大幅面高速运动或者滚轴等运动的特殊应用考虑使用线阵相机。
2、按输出颜色:单色(黑白)相机、彩色相机
黑白相机同样分辨率的相机,它的精度比彩色高,尤其是在看图像边缘的时候,黑白的效果更好。做图像处理时,黑白工业相机得到的是灰度信息,可直接处理。通常情况下只有在需要识别颜色的情况下选择彩色相机,如果项目需要检测其他颜色信息下的功能则需要选用彩色相机,获取颜色特征点。
3、按芯片类型:CCD相机、CMOS相机
如果拍摄目标是静态不动的,为了节约成本,可使用考虑CMOS相机,而如果目标是运动的,则优先考虑CCD相机。如果是需要较高的采集速度,可以考虑CMOS相机。如果需要高质量的图像,可以考虑CCD,CCD的成像质量还是要优于CMOS的。
4、按维度信息:2D相机、3D相机
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。
5、按曝光方式:卷帘相机、全局相机
全局快门和卷帘快门的主要差别在于吸收光线的方式,全局曝光是所有的像素点同时曝光,卷帘曝光是逐行在不同时间进行曝光取像。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。
工业相机参数分析
1、分辨率
分辨率指的是图像传感器中所包含的像素点数,通常用长*宽表示。需要考虑待测产品的检测精度要求,根据客户项目的精度需求选择合适的分辨率。同时需要考虑算力,分辨率越高,对处理器的要求也越高。
相机像素精度=单方向视野范围大小/相机单方向分辨率
2、像元尺寸
像元尺寸就是每个像素的面积。若单个像素面积小,则单位面积内的像素数量多。像元尺寸越小,占用的存储空间也越小,图像的清晰度就越高。
像元尺寸 = 芯片尺寸 / 相机单方向分辨率
3、帧率
帧率是用于测量显示帧数的量度,所谓的测量单位为每秒显示帧数。相机的帧率决定着设备的测量效率,如相机的帧率是30FPS,则每秒钟最多拍摄30次,相机的帧率影响相机拍照出图的快慢,飞拍高速运行,一般需要高帧率相机。
4、像素深度
像素深度是指每位像素数据的位数,分辨率和像素深度共同决定了图像的大小。例如对于像素深度为8bit的500万像素,则整张图片应该有500万*8/1024/1024=37M(1024Byte=1KB,1024KB=1M)。增加像素深度可以增强测量的精度,但同时也降低了系统的速度,并且提高了系统集成的难度。
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