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工业相机选型必须知道的基础!

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浏览:- 发布日期:2019-10-08 15:07:43【

彩色相机OR黑白相机

清晰度上的区别

通过滤色片,只允许一种颜色通过

使用分光菱片的方式放光然后再合成,对结构要求高,使用再高端场合下。

通用感光芯片+滤色片,每个像素只感光一种颜色分量,其他分量通过临近点计算出来,也就是插值计算。

插值运算会有彩色点纹出现,虽然有多种插值运算,但在速度和效果上各有千秋。

灵敏度上的区别

两个原因导致了感光芯片的灵敏度下降:滤色片的过滤,以及不可见的红外的过滤。

总结来说:

彩色的清晰度较低

彩色的灵敏度较低

彩色相机的价格较高

如何图像分辨率

检测精度和算法决定了分辨率

计算:检测区间尺寸X,精度为VX,则分辨率为X/VX,如10mm的工件,精度为0.01,则像素选择1000.

另外,图片不是越清晰越好,因为更清晰的图片,处理和传输会慢。

传输帧率

考虑到由运动控制等延时,我们的帧频要大于检测频率

人眼识别>16fps时会判断为连贯的,FPS为帧每秒。

例子:要求

帧率>25FPS

自动检测,帧率大于每秒工件个数

高速检测需要200FPS甚至更高。

以选择28FPS为例,计算方式如下:相机分辨率1024128028/1M=36。7M,也就是说,一秒需要传输和处理36。7M的数据量。

高速工业相机

相机的种类

根据感光芯片的结构分为CCD和CMOS

其中CCD分为:

全帧CCD

帧转移CCD

逐行扫描行间转移CCD

隔行

以及CMOS包括:

3T 滚动快门

4T 串行全帧快门

5T 并行全帧快门

全帧CCD

原理:通过机械快门,机械的开关为曝光时间,然后逐行输出

全帧特点:机械快门影响灵敏度,大电荷容纳能力带来大的动态范围

使用场景:医疗,科研,天文

帧转移CCD

原理:增加了一个缓存区域

特点:有缓存,曝光时间灵活,可抓运动物体,但成本高

场景:高端工业场合下

行间转移CCD

跟帧转移类似,缓存不是整块

逐行抓运动物体效果更好,隔行会有锯齿效应

速度比帧转移快

3T CMOS

三个MOS管,可复制和读出操作

跟全帧类似,但不需要机械快门,而用ERS(卷帘式快门)

逐行曝光和读出,曝光时间一样,但是等待时间不一样,运动情况容易扭曲!!

但拍静物时,性价比高,信噪比高

变通:可以配合机械快门,或者频闪灯来模拟快门

特点:低成本,静物,配合频闪拍运动物体

4T CMOS

加入一个MOS管,跟转移型CCD类似,可存储。

可拍运动物体

工业应用广泛

5T MOS

再加入一个MOS,用来并行同步

上一图输出同时曝光下一张,实现高速

高速成像领域

曝光时间

运动物体以为积分效应会产生模糊

曝光时间<视野高度/(图像高度*移动速度)

接口选择

70%用的是模拟相机,模拟相机分辨率768*576,帧频25FPS。

如果需要更高分辨率和帧频,或者更高速时,就不适用了。

另外,模拟相机要用板卡,成本高

数字接口不需要板卡,抗干扰强,传输更远。

数字接口

USB:成本低,开发成本低

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GIGE

CAMERA LINK:最快200MBYTE/S,10M距离,有标准协议,成本高,开发难

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