FAQ
FREQUENTLY ASKED QUESTIONS
首頁 /FAQ
/常見問題
常見問題
熱門分類
熱門問題
換一換
機器視覺系統中相機的分類
工業相機作爲機器視覺系統中的核心部件,對(duì)于報大機器視覺系統的重要性是不言而喻的兵生。按照分類的不同,相機又分爲很多種(zhǒ店熱ng):
1、彩色相機、黑白相機:
黑白相機直接將(jiāng)光強信号轉換成(chéng)圖像灰度值,生路務成(chéng)的是灰度圖像;彩色相機能(néng)獲得景聽內物中紅、綠、藍三個分量的光信号,輸出彩色圖像外年。彩色相機能(néng)夠提供比黑白相機更多的圖像信息。彩色嗎朋相機的實現方法主要有兩(liǎng地技)種(zhǒng),棱鏡分光法和Bayer濾波法。棱對一鏡分光彩色相機,利用光學(xué)透鏡將(jiāng)入射光有愛線的R、G、B分量分離,在三片傳感器上分别將(jiā什長ng)三種(zhǒng)顔色的光信号轉換成(chéng)電信号,最後(hò對海u)對(duì)輸出的數字信号進(jìn)行合成(chéng黃話),得到彩色圖像。
2、CCD相機、CMOS相機
芯片主要差異在于將(jiāng)光轉換爲電信号的方式。對(票男duì)于CCD傳感器,光照射到路愛像元上,像元産生電荷,電荷通過(guò)少量的輸出電極傳輸并轉車亮化爲電流、緩沖、信号輸出。對(duì)于CMOS傳感器,間你每個像元自己完成(chéng)電荷到電壓的轉換,同時(shí)産生數字信号。美房
3、按靶面(miàn)類型分類:面(m聽刀iàn)陣相機、線陣相機
相機不僅可以根據傳感器技術進(jìn)行區分,還(hái)可以根據服街傳感器架構進(jìn)行區分。有兩(liǎ身信ng)種(zhǒng)主要的傳感器架構間拍:面(miàn)掃描和線掃描。面(miàn)掃描相機通常用于輸出直家裡接在監視器上顯示的場合。線掃描相機用于連續運動物體成(chéng)器國像或需要連續的高分辨率成(chéng)像的場合。線掃描相機的一個自然的應近山用是靜止畫面(miàn)(Web Inspection)中要窗對對(duì)連續産品進(jìn)行成(chéng)像家綠,比如紡織、紙張、玻璃、鋼闆等。同時(shí),線掃工大描相機同樣(yàng)适用于電子行業上自的非靜止畫面(miàn)檢測。像德國(guó)Kappa相書服機根據它CCD的規格也會(huì)有線陣、面女白(miàn)陣之分。
4、按輸出模式分類:模拟相機、數字相機友但
根據相機數據輸出模式的不同分爲模拟相機和數字相機水下,模拟相機輸出模拟信号,數字相機輸出數字地筆信号。模拟相機和數字相機還(hái)可以進(jìn)一步細分,比如德國(g中學uó)Kappa相機按數據接口又包括:USB 2.0接口、EE 信高1394 a / Fire Wire、Camera Link 接筆離口、千兆以太網接口。模拟相機分爲逐行掃描和銀友隔行掃描兩(liǎng)種(zhǒng),隔行掃描相機又包含EIA、N來玩TSC、CCIR、PAL等标準聽頻制式。有關接口技術的詳細介紹請參考采集樹購卡及采集技術部分。
在選擇一款工業數字相機時(shí),物體成(chéng)像的速度必須充分考慮好工大(hǎo)。例如,假設在拍攝過(guò)程中,物體在聽黃曝光中沒(méi)有移動,可用相對(duì)簡單和便宜的明我工業相機;對(duì)于靜止或緩慢移動的物體,面(m件腦iàn)陣工業相機最适合于對(duì)靜止或移動緩慢的物體成(chéng低筆)像。因爲整個面(miàn)陣區域必須一次曝光,在曝光時(shí對關)間當中任何的移動會(huì)導緻圖像的模糊,但是,運動模糊可兒湖以通過(guò)減少曝光時(shí)間東多或使用閃光燈來控制;對(duì)于快速移動的物體明舊,當對(duì)運動的物體使用一個面(miàn志工)陣工業相機時(shí),需要考綠小慮在曝光時(shí)間當中處于工業相機當中的運動對(知商duì)象數量,還(hái)需要考慮物體上能(néng)用一個像素表湖民征的最小特征,也就(jiù)是對(duì)象分辨率,在采集運動物體的圖像的拇指區章規則就(jiù)是曝光必須發(件朋fā)生在采集物體移動量小于一個像素的時(s喝商hí)間内。如果你采集的物體是在冷快以1厘米/秒的速度勻速移動,而且物體分辨率已經(家車jīng)設置爲1 pixel/mm,那麼(me)需要的最大曝光時個村(shí)間是1/10每秒。因爲章公物體移動一個距離恰好(hǎo)等鄉年于相機傳感器中的一個像素,當使用最大曝光時(shí)森銀間時(shí)這(zhè)裡(lǐ)會(hu如兒ì)有一定數量的模糊。在這(zhè)種(zhǒng)情況下窗用,一般傾向(xiàng)于將(jiāng)家日曝光時(shí)間設置的比最大值要快,比如1/20每秒,就(j些笑iù)能(néng)保持物體在移動半個像素内成(章光chéng)像。如果同樣(yàng)的物體外年以1厘米/秒的速度移動,物體分辨率爲1件弟 pixel/微米,那麼(me)一秒中所需花微要的最大曝光是1/10000.曝光設置的對(duì)話姐快取決于所采用的相機,還(hái)有你是否能(néng)夠給物體足從線夠的光來獲得一幅好(hǎo)的圖像。
怎麼(me)計算鏡頭的放大率
不同類型的數碼相機鏡頭都(dōu)有系列的水制具有自身特征的技術規格(這(zhè)可由相關鏡麗南頭的規格說(shuō)明書查到),在這(zhè)裡(lǐ)要介那一紹其中我們攝影常提到的而且應當嗎遠理解的“最近對(duì)焦距離”和“最大放大倍率”這(zh很計è)兩(liǎng)個技術規格作飛參數,至于鏡頭的其它的技術規格參數以後(hòu)介紹。
在我的理解裡(lǐ)主要和焦距體黑與最近對(duì)焦距離相關如下圖:
CCD視覺系統如何确定所需工業計亮鏡頭的焦距-深圳市視清科技有限公司下農
爲特定的應用場合選擇合适的工業鏡頭時(shí)必須考慮以還笑下因素:
• 視野 - 被(bèi)成(chéng)像區域的大小。
• 工作距離 (WD) - 攝像機鏡頭與被(bèi)觀察物體或區域之間的距離照鐘。 
• CCD - 攝像機成(chéng)像傳感器裝置的尺寸。

• 這(zhè)些因素必須采取一緻的方式對(duì)待。如果在測量物分技體的寬度,則需要使用水平方向(xiàng)的 CCD 規弟花格,等等。如果以英寸爲單位進(jìn)行測量,則以英尺進(j見和ìn)行計算,最後(hòu)再姐湖轉換爲毫米。




參考如下例子:有一台 1/3” C 型安裝來舞的 CDD 攝像機(水平方向(xiàng)爲 4.8 毫在自米)。物體到鏡頭前部的距離爲 12”(305 毫米)。視野或物做身體的尺寸爲2.5”(64 毫米)。換算系數爲 1”中可 = 25.4 毫米(經(jīng)過(g書紙uò)圓整)。
 
FL = 4.8 毫米 x 305 毫米 / 64 毫米
FL = 1464 毫米 / 64 毫米
FL = 按 23 毫米鏡頭的要求
FL = 0.19” x 12” /要校 2.5”
FL = 2.28” / 2.5”
FL = 0.912” x 25.4 毫米/in他照ch
FL = 按 23 毫米鏡頭的要求
注:勿將(jiāng)工作距離與物體到像風風的距離混淆。工作距離是從鏡頭前部到被(bèi)觀察物體之間的距錯朋離。而物體到像的距離是 CCD 傳感器到物體之間的商吧距離。計算要求的鏡頭焦距時(s關技hí),必須使用工作距離。

機器視覺方案中如何選擇工業鏡頭

在一個機器視覺項目中,工業鏡頭是其中一個重要組成(chéng)村開要素,那麼(me)在确定一個機器視覺方案時(sh冷很í),我們應當怎樣(yàng)選擇工業鏡頭呢。


1、明确客戶機器視覺方案中所要求的鏡頭視野範圍、技醫光學(xué)倍率及工作距離

在進(jìn)行工業鏡頭的選擇時(s日開hí),通常會(huì)選擇比被(bèi)測物會話體視野稍大一點的鏡頭,以有利于運動控制。


2、景深要求:

于景深的要求,要盡可能(nén物西g)使用小的光圈;對(duì)于放大倍率的選擇,在項目許可下盡可能(n老錢éng)選用低倍率工業鏡頭。如果項目要求比較嚴苛時(shí妹熱),傾向(xiàng)選擇高景深的尖端工業鏡頭。


3、相機芯片尺寸和相機接口:

每款鏡頭都(dōu)有匹配的相機接口和芯片尺寸規格,例如2/3”工業鏡女和頭支持最大的工業相機耙面(miàn)爲2/3”,它是不能(néng)支兵通持1”以上的工業相機。


4、注意與光源的配合,選配合适的工業鏡頭

不同規格的鏡頭也有與之匹配的光源可供選擇。


5、客戶的安裝環境:
在方案可選擇情況下,讓客戶更改設備尺寸是不現實的,分音可以根據需求選擇光學(xué)參數相近,尺寸大小不同的鏡頭。
什麼(me)是機器視覺系統-深圳市視清科技有限公司

       機器視覺技術是志哥計算機學(xué)科的一個重要分跳算支,它綜合了光學(xué)、機械、電子裡森、計算機軟硬件等方面(miàn)的技去友術,涉及到計算機、圖像處理、模車白式識别、人工智能(néng)、信号處理、妹國光機電一體化等多個領域。自起(qǐ)步發(fā)展至今,已經(jī司秒ng)有20多年的曆史,其功能(néng)以及應冷街用範圍随著(zhe)工業自動化的城購發(fā)展逐漸完善和推廣,其中特車冷别是目前的數字圖像傳感器、CMOS和CCD攝像機、有業DSP、FPGA、ARM等嵌入式技術、圖像處理和模式識别等技術的快速發(f靜輛ā)展,大大地推動了機器視覺的發(fā)展。


      &n是靜bsp;簡而言之,機器視覺就(jiù)是利用機器代替人眼來作各種(zhǒng)測量書計和判斷。在生産線上,人來做此類測量和判斷會(huì)因疲學紅勞、個人之間的差異等産生誤差和錯誤,但是機器卻會(huì)不知疲倦地、穩定地進那草(jìn)行下去。一般來說(shuō),機器視覺系統包括了照明系統、鏡頭、紙山攝像系統和圖像處理系統。對(duì)于每一個應行如用,我們都(dōu)需要考慮系統的運行速度和圖像的處醫做理速度、使用彩色還(hái)是黑白攝像機、檢測媽這目标的尺寸還(hái)是檢測目标有無缺陷、視場需要多大、分辨飛花率需要多高、對(duì)比度需要多大等。從功筆音能(néng)上來看,典型的機器視覺系統可以區能分爲:圖像采集部分、圖像處理部分和運動熱月控制部分。


 一個完整的機器視覺系統的主要工作過(guò)程如志到下:
       1、工件定位檢測器探測到物體已經(jīn工看g)運動至接近攝像系統的視野中心,向(xiàng)圖像采集部分發(fā)送觸發技身(fā)脈沖。
       2、圖像采集部分按照事(shì)先設定的程序和延時(shí),分别舞雨向(xiàng)攝像機和照明系統發(fā)出啓動脈沖。&n市暗bsp;
       3、攝像機停止目前的掃描,重新開(kāi)美兵始新的一幀掃描,或者攝像機在啓動脈沖來到小藍之前處于等待狀态,啓動脈沖到來後(hòu)啓動一幀掃描。&nbs章男p;
       4、攝像機開(kāi)始新的一幀掃描之前打開機媽(kāi)曝光機構,曝光時(shí)間可以事(亮資shì)先設定。
    &nbs國器p;  5、另一個啓動脈沖打開(kāi)燈光術快照明,燈光的開(kāi)啓時(shí)商照間應該與攝像機的曝光時(shí)間匹配。&nb弟分sp;
       6、攝像機曝光後(hòu),正式什秒開(kāi)始一幀圖像的掃描和輸出。 
       7、圖像采集部分接收模拟視頻信号通過(guò)A/D將(jiān看員g)其數字化,或者是直接接收攝像機數字化後(hòu)的數那唱字視頻數據。 
      &nbs又笑p;8、圖像采集部分將(jiāng)數字圖像存放在處理器或計裡我算機的内存中。 
      &n煙空bsp;9、處理器對(duì)圖像進(jìn)行處理、分析、識别,獲就子得測量結果或邏輯控制值。

       10、處理結果控制流水線的動作、進(jìn)行定位、糾正運動的誤差科窗等。


      &可學nbsp;從上述的工作流程可以看出,機器視覺是一種(zhǒng)比較複厭器雜的系統。因爲大多數系統監控對(duì)象都(dōu)見地是運動物體,系統與運動物體的匹配和協些老調動作尤爲重要,所以給系統各部分的動作時雜校(shí)間和處理速度帶來了嚴格的要求哥體。在某些應用領域,例如機器人、飛行物體導制等,對(duì)亮金整個系統或者系統的一部分的重量、體積和功耗都(dōu)會(huì)有嚴格的光銀要求。 


機器視覺系統的優點有: 
       1、非接觸測量,對(duì)于觀測者與被(bèi)你風觀測者都(dōu)不會(huì)産生任何損傷,從而提高系統的可靠性。&n子美bsp;
       資中2、具有較寬的光譜響應範圍,例如使用人眼看不見的紅外測量,擴展了人眼的視覺去分範圍。 

       3、長(cháng)時(shí)間穩定工作年相,人類難以長(cháng)時(錢城shí)間對(duì)同一對(票廠duì)象進(jìn)行觀察,而機器視覺則可以市姐長(cháng)時(shí)間地作測量、分析和識别任務。


       機器視覺系統的應用領域越來越廣泛。在工業、農業、國很樹(guó)防、交通、醫療、金融甚至體育、娛樂等等行業都(dōu)獲得了廣泛購有的應用,可以說(shuō)已經(jīng在外)深入到我們的生活、生産和工作的方方面長影(miàn)面(miàn)。
相機鏡頭清潔方法攻略

    &nbs道的p;  工業鏡頭是工業相機的“眼睛”,保持鏡頭的潔淨才能現白(néng)獲得清晰的影像質量,在相機工作時(shí),鏡片上她村難免會(huì)沾有手印、灰塵等污漬,如不分紅及時(shí)清理,甚至會(huì)侵蝕鏡片上的塗子動層。在清潔鏡片上的灰塵時(shí),應遵循吹、刷、擦的操匠低作順序。


工具/原料
       組合一他亮,氣吹+毛刷+超微無紡鏡頭紙。
    &舞你nbsp;  組合二,氣吹+笑中毛刷+超級細纖維鏡頭布+專業清潔液。
      &是對nbsp;組合三,除塵壓縮氣罐+超級細纖維票來鏡頭布+專業清潔液+短棉棒。
 
步驟/方法
    &nb分站sp;  1.用氣吹或除塵壓縮氣罐將(ji黃新āng)大的灰塵顆粒吹離鏡片; 花民;
       2.使用毛刷,從上到下輕輕刷去塵埃;
       3.如果遇到較頑固的污漬,需用超微無紡鏡頭紙或超級細纖維鏡頭布按照螺旋向水生(xiàng)外的順序由中心向(xiàng)四周擦拭;

       4.對(duì)于變焦環、對(duì)焦環等可以移動的拍友部分邊緣,以及鏡頭上的開(kāi)關按鈕等位置,使用短棉棒蘸取少量鏡頭清潔體那液擦拭。


注意事(shì)項:
       1.采用低端材質的鏡頭紙、鏡頭布等,不但其自身會(huì)産生灰塵或用照掉毛,還(hái)能(néng)將(jiāng)其紅好他灰塵留存在本身,當反複擦拭,會(huì)給鏡頭玻璃造成拿男(chéng)劃痕。
       2.采用劣質橡膠的氣吹容易出現老化,并發(fā)生粘連情鐵兵況,有些在成(chéng)型制造中,使用滑石粉脫模成門工(chéng)型工藝,這(zhè)樣(yàng)會(huì)路鐵將(jiāng)原有的粉塵吹入被(bèi)清潔部位,河章勢必對(duì)器材造成(chéng)二次污染。
       信藍;3.通常的污漬可以用超微無紡鏡頭紙或者超級細纖維鏡頭布直接擦拭;如果遇到很頑工空固的污漬,就(jiù)要配合專業清潔液一道(dào)擦拭。
CCD和CMOS的區别-深圳市視清科女票技有限公司

       好報;CCD和CMOS在制造上的主要資書區别是CCD是集成(chéng)在半導體單晶材料上,而CMOS是集成(筆紅chéng)在被(bèi)稱做金屬氧化物的半導體材習南料上,工作原理沒(méi)有本質的區别。CCD隻有少數幾個廠時秒商例如索尼、松下等掌握這(zhè)種(zhǒng)技術。而且CCD制造工藝兒通較複雜,采用CCD的攝像頭價格都(dōu)知志會(huì)相對(duì)比較貴。事(白路shì)實上經(jīng)過(guò慢離)技術改造,目前 CCD和CMOS的實際效果的差距已經(jīng高水)減小了不少。而且CMOS的制造成(chéng)本對門和功耗都(dōu)要低于CCD不少,所以很多攝像頭生産廠商采用的CMOS站鐘感光元件。成(chéng) 像方面(miàn):在相同像素下木微CCD的成(chéng)像通透性、刀又明銳度都(dōu)很好(hǎo),色子場彩還(hái)原、曝光可以保證基本事亮準确。而CMOS的産品往往通透性一般,對(紅短duì)實物的色彩還(hái)原能(néng)力偏弱,曝光也都(dōu)謝商不太好(hǎo),由于自身物理特性的原因,CMOS的成(c玩關héng)像質量和CCD還(hái)是有一定距離的刀男。但由于低廉的價格以及高度的整合性,因此在攝像頭領域還(hái)是得音信到了廣泛的應用。


    &商不nbsp;  CCD是目前比較成(chéng)熟的成(ch鐵腦éng)像器件,CMOS被(bèi)看作未水自來的成(chéng)像器件。因爲CM厭城OS結構相對(duì)簡單,與不來現有的大規模集成(chéng)電新自路生産工藝相同,從而生産成(chéng)本可以降低。站南從原理上,CMOS的信号是以點爲單位的電荷信号,而CCD姐醫是以行爲單位的電流信号,前者更爲敏感,速度也分微更快,更爲省電。現在高級的CMOS并不來購比一般CCD差,但是CMOS工藝還(hái)不公窗是十分成(chéng)熟,普通的CMOS一般分辨率低而成(chén爸輛g)像較差。


       CC外個D或CMOS,基本上兩(liǎng)者都(dōu)是民短利用矽感光二極體(photod舞看iode)進(jìn)行光與電的轉換。這(分多zhè)種(zhǒng)轉換的原理與各位手上具備“太陽電能(néng)”算海電子計算機的“太陽能(néng) 電池”效應相近,光線越強、電有答力越強;反之,光線越弱、電力也越弱的道(dào)理,和兒將(jiāng)光影像轉換爲電子數字信号。


       下著比較CCD和CMOS的結構,ADC的位置和數量是最大的不同。簡單的舞分說(shuō),按我們在上一講“CCD 感光元件自玩的工作原理(上)”中所提之内容。CCD每曝光一次,在快門關閉後(hòu)進(j志到ìn)行像素轉移處理,將(jiāng)每一行中每一個像素(和件pixel)的電荷信号依序傳入“緩 沖器”中,由底端的線路引報花導輸出至CCD 旁的放大器進(jìn)行放大,再串聯ADC輸到計出;相對(duì)地,CMOS的設計中每個像素旁就(ji農生ù)直接連著(zhe)ADC(放大兼類比數字信号轉換器),訊号直接農藍放大并轉換成(chéng)數字信号房讀。


兩(liǎng)者優缺點的比較

CCD與CMOS

    &nbs哥麗p;  由于構造上的基本差異,我們可以列個藍出兩(liǎng)者在性能(néng)上東空的表現之不同。CCD的特色在于充分保持信号在傳輸時(shí)不失真(專屬通道(對歌dào)設計),透過(guò)每一個像素集合至單一放大器上再做統一處理,可以保湖作持資料的完整性;CMOS的制程木吃較簡單,沒(méi)有專屬通道(dào)的設計,因此必須先行放大再用吃整合各個像素的資料。


       整體來說(shuō),國計CCD與CMOS兩(liǎng)種(zhǒng)設計的應用,反應在成(chén個線g)像效果上,形成(chéng)包括ISO感笑區光度、制造成(chéng)本、解析度、噪點與耗電量等習離,不同類型的差異:

       ISO感光度差異:由于又些CMOS每個像素包含了放大器與A/D轉銀日換電路,過(guò)多的額外設站冷備壓縮單一像素的感光區域的表面(miàn)積,因此相同像素下冷個,同樣(yàng)大小之感光器尺寸,CMOS的感光度會(huì)低樂雜于CCD。

       成(chéng)本差還話異:CMOS應用半導體工業常用的MOS制程,可以視弟一次整合全部周邊設施于單晶片中,節省加工晶片所需負擔的成(chéng)很分本和良率的損失;相對(duì)地CCD采用電荷傳遞的方式輸出資訊,必須坐離另辟傳輸通道(dào),如果通道(dào)中有一個輛身像素故障(Fail),就(jiù)會(huì)導緻一整排的上文訊号壅塞,無法傳遞,因此CCD的錯算良率比CMOS低,加上另辟傳輸通道(dào)和外加ADC等周邊,C靜話CD的制造成(chéng)本相對(duì)高于CMOS。

       解析度差異術業:在第一點“感光度差異”中,由于C校志MOS每個像素的結構比CCD複雜,其感光開(kāi)口不及C小電CD大,相對(duì)比較相同尺寸的CCD與CMOS感黃們光器時(shí),CCD感光器的解析度用在通常會(huì)優于CMOS。不過(guò)年上,如果跳脫尺寸限制,目前業界的CMOS感光原森農件已經(jīng)可達到1400萬像素/全片幅的設計,CMOS資我技術在量率上的優勢可以克服大尺山腦寸感光原件制造上的困難,特别是全片幅24mm-by-36雪自mm這(zhè)樣(yàng)的大小。影愛

       金美噪點差異:由于CMOS每個感光二極體旁都(dōu)搭配一個AD看空C放大器,如果以百萬像素計,那麼(me)就(jiù)需要百萬個以上的少身ADC放大器,雖然是統一制造下的産品,但是每個放大器或多紙技或少都(dōu)有些微的差異存在笑業,很難達到放大同步的效果,對(duì)比單一個放大器的CCD,CMOS最終計算科都出的噪點就(jiù)比較多。

      &n他票bsp;耗電量差異:CMOS的影司到像電荷驅動方式爲主動式,感光二極體服輛所産生的電荷會(huì)直接由旁邊中懂的電晶體做放大輸出;但CCD卻爲被(bèi)動冷們式,必須外加電壓讓每個像素中的電荷移動至傳輸通道(dào)。而這年綠(zhè)外加電壓通常需要12伏特(V)以上的水平,因此CC讀公D還(hái)必須要有更精密的電源線路設計和耐壓強度,高自雜驅動電壓使CCD的電量遠高于CMO白麗S。