黑白的同样分辨率的相机,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。特别是做图像处理,黑白工业相机得到的是灰度信息,可直接处理。
要想得到与现实吻合度高的色彩,需要后期处理,比如监控相机。
如果对于检测精度要求很高,运动速度很快,面阵相机的分辨率和帧率达不到要求的情况下,当然线阵相机是必然的选择。
根据目标的要求精度及视野范围,反推出相机的像素精度。相机单方向分辨率=单方向视野范围÷理论精度。
例如对于视野大小为10*10mm的场合,要求精度为0.02mm/pixel,则当方向上分辨率=10/0.02=500.然而考虑到相机边缘视野的畸变以及系统的稳定性要求,一般不会只用一个像素单位对应一个测量精度值,一般选择倍数为2或者更高,这样相机单方向分辨率为1000,相机的分辨率=1000*1000=100万,所以选用100万像素的相机即可满足。
同时需要考虑算力,分辨率太大,帧率太高,cpu撑不住。
每位像素数据的位数,常见的是8bit,10bit,12bit。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(线缆增加,尺寸变大等)。
经常会有项目需要抓拍高速运动物体,而普通工业相机拍摄的图像会出现拉毛、模糊、变形等影响图像质量的问题,在拍摄图像时,图像模糊现象的出现取决于曝光时间的长短与物体的运动速度。如果曝光时间过长,物体运动速度过快则会出现图像模糊。
拍摄物体为运动物体应选择全局快门(Global shutter)的工业相机,且需要选择帧率大于运动速度的工业相机。
(1)曝光时间
要满足物体运动速度Vp*曝光时间Ts<允许最长拖影S。运动速度比较快的物体拍照,为了防止长的拖影就需要极短的曝光时间,选用感光比较好的工业相机,可以实现。
(2)帧率指标
帧率即相机每秒钟可以捕捉的图像数量,一般决定于图像大小、曝光时间等,是相机的一个重要指标。相机帧率必须保证能够拍摄到系统要求时间间隔最短的两张图片,处理图像的时间一定要快,一定要在相机的曝光和传输的时间内完成,否则就有可能造成丢帧等现象,进而漏检某些产品。
产品:MV-EM(维视)
选接口类型 | USB2.0 | USB3.0 | GigE(千兆网) | 1394A | 1394B | Camera Link |
理论速度 | 480Mbps | 5Gbps | 1000Mbps | 400Mbps | 800Mpbs | 5.4Gbps |
实际速度 | 30Mbps | 900MBps | 114.4MBps | 28.8MBps | 62.4MBps | 737MBps |
传输距离 | 5m | 3m | 100m | 10m | 100m | 10m |
接口一般还承担供电功能,USB可承担供电,千兆网可以poe供电。
CCD,CMOS
Python比较好(待补充)
放大率F = 像元尺寸/精度 (或芯片尺寸除以视野范围)。
相机选择了之后,像元尺寸也就确定了。像元尺寸指传感器上一个物理像元的尺寸,目前工业数字相机像元尺寸一般位3μm~10μm,一般像元尺寸越小,制造难度越大,图像质量也越不容易提高。。
焦距是从镜头的中心点到胶平面上所形成的清晰影像之间的距离(注意!,相机的焦距与单片凸透镜的焦距是两个概念,因为相机上安装的镜头是多片薄的凸透镜组成,单片凸透镜的焦距是平行光线汇聚到一点,这点到凸透镜中心的距离)。焦距的大小决定着视角的大小,焦距数值小,视角大,所观察的范围也大;焦距数值大,视角小,观察范围小。根据焦距能否调节,可分为定焦镜头和变焦镜头两大类。
根据工作距离计算焦距,如图所示。所谓的工作距离,是指当图像在焦距范围内的时候,物体和照相机镜头前端的距离。它限制了视觉系统以及和视觉系统一起工作的设备所需要的空间。在极限范围内,通过镜头重新对焦,可以改变工作距离。无限共轭镜头的对焦距离可以从最小工作距离一直到无限远,有限共轭镜头则有一个特定工作距离范围。
景深是指在被摄物体聚焦清楚后,在物体前后一定距离内,其影像仍然清晰的范围。景深随镜头的光圈值、焦距、拍摄距离而变化。光圈越大,景深越小;光圈越小、景深越大。焦距越长,景深越小;焦距越短,景深越大。距离拍摄体越近时,景深越小;距离拍摄体越远时,景深越大。
这里要注意,选择镜头的时候,还要注意视场角,(假设视场大小为2Ax2B)
水平视场角=2*arctg(A/C)
垂直视场角=2*arctg(B/C)
可使用广角镜头,但镜头畸变率随之升高,消除桶形畸变后,视野可能并没有变大多少
用F表示,以镜头焦距f和通光孔径D的比值来衡量。每个镜头上都标有最大F值,例如 8mm /F1.4代表最大孔径为 5.7毫米 。F值越小,光圈越大,F值越大,光圈越小。
远心镜头是为纠正传统镜头的视差而特殊设计的镜头,它可以在一定的物距范围内,使得到的图像放大倍率不会随物距的变化而变化。远心镜头与传统镜头对比,如图:
(1)M 12镜头
M12镜头可与工业相机配合,从而更加便携。和C\CS口间需要转接圈
(2)滤光片
在户外场景下,镜头前可安装红外线滤光片,以适应车辆突然出隧道情况,缓解太阳光直射
(3)靶面直径=相机像元尺寸x相机的水平或者垂直的像素数,(所以镜头的尺寸必须大于这个数值,要不然在传感器上成的像就不全)
(4)分辨率(Resolution)
分辨率代表镜头记录物体细节的能力,以每毫米里面能够分辨黑白对线的数量为计量单位:“线对/毫米”(lp/mm)。分辨率越高的镜头成像越清晰。
国内: 2018年度中国工业相机十大品牌总评榜,不知道靠不靠谱
国内比较早的是大恒、凌云,其他:上海方诚、陕西维视、海康 等。源自知乎:国内有哪些自己做工业相机的公司?
国外:以德国与日本为主。basler,AVT,JAI等。PG(灰点)在中国的市场缩水
还有在国内市场不多的Smartek,Optronis(高速相机),TheImagingSource 德国映美精
TELI 日本东芝泰力 、Sentech 日本先特客、Hitachi 日本日立、SONY 日本索尼
工业领域的3D视觉市场:http://www.gg-robot.com/asdisp2-65b095fb-62327-.html
此外,有些公司的官网上提供选型指南,十分有帮助。
http://www.pixoel.com/Tools.aspx
https://www.baslerweb.com/cn/
http://crjqsj.com/index.php/new/index/id/31.html
是指该像元传感器对不同光波的敏感特性,一般响应范围为350nm~1000nm,一些相机在靶面前面加了一个滤镜,滤除红外线,如果系统需要对红外感光时可去掉该滤镜。
噪声是指成像过程中不希望被采集到的,实际成像目标之外的信号。总体上分为两类,一类是由有效信号带来的散粒噪声,这种噪声对任何相机都存在;另一类是相机本身固有的与信号无光的噪声。它是由于图像传感器读出电路、相机信号处理与放大电路带来的固有噪声,每台相机的固有噪声都不一样。
相机的信噪比定义为图像中信号与噪声的比值(有效信号平均灰度值与噪声均方根的比值),代表了图像的质量,图像信噪比越高,相机性能和图像质量越好。