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機器視覺相機原理
機器視覺相機原理
更新时间:2025-08-30 09:10:55

機器視覺系統中的工業相機

相機也叫攝像機,有專門用于工業攝像的相機,叫工業相機。相對于傳統的民用相機而言,工業相機具有較強的圖像穩定性、傳輸能力和抗幹擾能力。

機器視覺相機原理(機器視覺系統中的工業相機)1

一、工業相機按其感光器(将光信号轉換為電子信号的芯片)的不同,可分為:CCD相機和CMOS相機。

1、CCD相機

CCD相機的特點:以電荷為信号,CCD芯片通過光電轉換形成電荷包,而後在驅動脈沖的作用下轉移、放大、輸出圖像信号。

2、CMOS相機

CMOS相機的特點:以電壓作為信号,CMOS芯片集成光敏元件陣列、圖像信号放大器、信号讀取電路、模數轉換電路、圖像信号處理器及控制器,集成度高、設計靈活、功耗低、傳輸快、動态範圍寬,可直接輸出數字信号。

二、工業相機按傳感器的結構特性(掃描方式)分為:線陣相機和面陣相機。

1、線陣相機的圖像采集口呈“線”狀,适合且隻能作為線性條狀視野的場合,可以在較寬的視野上提高分辨率。

2、面陣相機的圖像采集口呈“面”狀,可以快速、準确地獲取二維圖像信息,應用範圍較廣。

三、按輸出信号方式分為:模拟相機和數碼相機。

1、輸出信号為模拟量信号的相機為模拟相機,需要通過專用的圖像采集卡将模拟量信号轉化為數字量信号,供計算機處理。特點為:通用性好、成本較低、分辨率低、采集速度慢、易受到噪聲幹擾,在高清機器視覺應用場景中,使用較少。

2、輸出信号為數字量信号的相機為數碼相機,不用圖像采集卡。特點為:抗幹擾能力強、視頻信号格式多樣、分辨率高、視頻輸出接口豐富。

四、按輸出色彩方式分為:黑白相機和彩色相機。

1、黑白相機轉換的圖像為灰度圖像,灰度圖像隻包含256個亮度信息。

2、彩色相機轉換的圖像為彩色圖像,有16777216種顔色(256*256*256=16777216)。

五、工業相機的主要參數

1、芯片尺寸:表示圖像傳感器感光區域的面積大小,是物理放大位數的的決定因素。

2、分辨率:表示相機每次采集圖像每英寸包含的像素點數。分辨率越高,圖像越清晰。相機分辨率的高低,取決于相機中CCD芯片上的像素數量。

3、像元尺寸:表示相機芯片上每個像元的實際物理尺寸。尺寸較大的像元,呈現的亮度越大。

4、幀率:表示圖像處理器在1s内能夠采集圖像的數量(幀數或行數)。幀率高則動畫越流暢逼真,但太高的幀率(超過監視器的刷新率),不易感覺到流暢度的提升,還造成浪費。應該選擇适合應用目标的幀率。幀率與分辨率成反比。

六、工業相機的接口類型

工業相機的接口類型分為模拟接口與數字接口。數字接口為目前的主流,有USB 2.0、 USB 3.0、 IEEE 1394a、 IEEE1394b、GigE、Camera Link、CoaXPress等。

#電工交流圈##機器人##機械#

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