工業相機基本引數以及選型參考

2021-08-30 19:27:04 字數 1867 閱讀 6301

工業相機基本引數以及選型參考

解析度相機每次採集影象的畫素點數,一般對應於光電感測器靶面排列的像元數,如1920*1080。

畫素深度

每位畫素資料的位數,常見的是8bit,10bit,12bit。解析度和畫素深度共同決定了影象的大小。例如對於畫素深度為8bit的500萬畫素,則整張應該有500萬*8/1024/1024=37m(1024bit=1kb,1024kb=1m)。增加畫素深度可以增強測量的精度,但同時也降低了系統的速度,並且提高了系統整合的難度(線纜增加,尺寸變大等)。

最大幀率/行頻

相機採集和傳輸影象的速度,對於面陣相機一般為每秒採集的幀數(frames/sec),對於線陣相機為每秒採集的行數(hz)。

**的方式和快門速度

工業線陣相機都是逐行**的方式,可以選擇固定行頻和外觸發同步的方式,**時間可以與行週期一致,也可以設定乙個固定的時間;面陣相機有幀**、場**和滾動**幾種常見方式,工業數字相機一般都提供外觸發採圖的功能,快門速度一般可到10ms,高速相機還會更快。

像元尺寸

像元大小和像元數(解析度)共同決定了相機靶面的大小。目前工業數字相機像元尺寸一般位3μm~10μm,一般像元尺寸越小,製造難度越大,影象質量也越不容易提高。

光譜響應特性

是指該像元感測器對不同光波的敏感特性,一般響應範圍為350nm~1000nm,一些相機在靶面前麵加了乙個濾鏡,濾除紅外線,如果系統需要對紅外感光時可去掉該濾鏡。

工業相機雜訊

雜訊是指成像過程中不希望被採集到的,實際成像目標之外的訊號。總體上分為兩類,一類是由有效訊號帶來的散粒雜訊,這種雜訊對任何相機都存在;另一類是相機本身固有的與訊號無光的雜訊。它是由於影象感測器讀出電路、相機訊號處理與放大電路帶來的固有雜訊,每台相機的固有雜訊都不一樣。

訊雜比相機的訊雜比定義為影象中訊號與雜訊的比值(有效訊號平均灰度值與雜訊均方根的比值),代表了影象的質量,影象訊雜比越高,相機效能和影象質量越好。

如何選擇合適的工業相機:

ccd or cmos

ccd提供很好的影象質量、抗噪能力,儘管由於增加了外部電路使得系統的尺寸變大,複製下提高,但在電路設計師可更加靈活,更好的提公升ccd相機某些特別關注的效能。ccd更適合於對相機效能要求非常高而對成本控制不太嚴格的應用領域,如天文、高畫質晰的醫療x光影像、其他需要長時間**,對影象雜訊要求比較嚴格的應用場合。

cmos具有成品率高、整合度高、功耗小、**低等優點。但本身影象的雜訊比較多。目前的cmos技術不斷發展,已經克服了早期的許多缺點,發展到了影象品質方面可以與ccd技術相較量的水平。cmos適用於要求空間小、體積小、功耗低而對影象雜訊和質量要求不是特別高的場合。如大部分輔助光照明的工業檢測應用、安防保安應用、和大部分消費性商業數位相機。目前ccd工業相機任然在視覺檢測方案中佔據主導地位。

合適的解析度

根據目標的要求精度,反推出相機的畫素精度。相機單方向解析度=單方向視野範圍除以理論精度。

例如對於視野大小為1010mm的場合,要求精度為0.02mm/pixel,則當方向上解析度=10/0.02=500.然而考慮到相機邊緣視野的畸變以及系統的穩定性要求,一般不會只用乙個畫素單位對應乙個測量精度值,一般選擇倍數為4或者更高,這樣相機單方向解析度為2000,相機的解析度=20002000=400萬,所以選用500萬畫素的相機即可滿足。

足夠的相機幀率

當被測物體有運動要求時,要選擇幀數較高的工業相機,一般來說解析度越高,幀數越低。

合適的鏡頭

選擇的鏡頭的支援ccd尺寸要大於等於相機ccd感測器晶元的尺寸,另外安裝座是c、cs或f型介面也要匹配,同時考慮鏡頭的工作距離,是否留有足夠空間等。

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工業相機基本引數以及選型參考(二)

相機每次採集影象的畫素點數,一般對應於光電感測器靶面排列的像元數,如1920 1080。每位畫素資料的位數,常見的是8bit,10bit,12bit。解析度和畫素深度共同決定了影象的大小。例如對於畫素深度為8bit的500萬畫素,則整張應該有500萬 8 1024 1024 37m 1024bit ...

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