什么是工业相机? 工业相机是机器视觉系统中的一个关键组件,其本质的功能就是将光信号转变成有序的电信号。选择合适的相机也是机器视觉系统设计中的重要环节,相机的选择不仅直接决定所采集到的图像分辨率、图像质量等,同时也与整个系统的运行模式直接相关。
机器视觉的主要目的是代替人眼来做测量和判断,所以工业相机通常被安装在工厂快速运转的流水线上,在一些不适于人工作业的危险环境或者人眼视觉难以满足要求的场合。虽然在成像原理方面,工业相机与普通数码相机相差无几,但为满足工业检测需要,工业相机具有较高的图像稳定性、高传输能力和高抗干扰能力等特点,在拍摄速度、精度和可重复性等方面,都远胜于普通数码相机。
CCD相机和CMOS相机的区别是什么? 图像传感器是工业相机的核心感光元件,当前图像传感器主要分为电荷耦合器件(Charge Coupled Device,CCD)和互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductors,CMOS)两种。 CCD相机和CMOS相机使用的图像传感器感光原理类似,基本上都是利用感光二管(photodiode)进行光与电的转换,将图像转换为数字信息,它们的主要差异在数字信号传送方式的不同。 CCD相机图像传感器每一行中每一个像素(pixel)电荷信号都会依序传送到下一个像素中,由底端的部分输出,再经由传感器边缘的放大器进行放大输出。 CMOS相机使用的图像传感器,每个像素都会连接一个放大器及模数转换电路,用类似内存电路的方式将信号输出。正是因为结构和工作原理的差异,导致CCD相机和CMOS相机图像传感器具有不同的特性。CCD图像传感器在灵敏度、分辨率,以及噪声控制等方面均优于CMOS图像传感器,而CMOS图像传感器则具有低成本、低耗电以及高整合度的特性。
往后在设备上使用CMOS传感器的工业相机会取代使用CCD传感器的工业相机吗? 随着CCD与CMOS图像传感器制造技术的不断进步,两者的差异正在逐渐缩小,例如CCD图像传感器不断降低耗电量,以期应用于移动通讯市场,例如近年来基于CCD的ToF图像传感器进入市场;CMOS图像传感器则持续提升分辨率与灵敏度,以期应用于更的影像产品市场。虽然业界普遍认为CMOS取代CCD是必然趋势,在2015年CCD图像传感器的主要制造商索尼公司(Sony)甚至发布了其终止量产CCD的时间表。不过目前来看,很多工业或应用领域基于CCD图像传感器技术仍占据重要地位,在相当长的一段时间内,两者应该是共存的关系。其实,CMOS图像传感器的的优势是能够与图像采集和信号处理等功能集成实现片上系统(SoC),随着机器视觉系统从基于PC的板级式视觉系统向能嵌入更多功能、更小型的智能相机系统发展,CMOS图像传感器必将成为后的赢家。
工业相机按照芯片类型、传感器结构特性、扫描方式、分辨率大小、输出信号方式、输出色彩、输出信号速度、响应频率范围等有着不同的分类方法。 按照芯片类型可以分为CCD相机、CMOS相机; 按照传感器的结构特性可以分为线阵相机、面阵相机; 按照扫描方式可以分为隔行扫描相机、逐行扫描相机; 按照分辨率大小可以分为普通分辨率相机、高分辨率相机; 按照输出信号方式可以分为模拟相机、数字相机; 按照输出色彩可以分为单色(黑白)相机、彩色相机; 按照输出信号速度可以分为普通速度相机、高速相机; 按照响应频率范围可以分为可见光(普通)相机、红外相机、紫外相机等。
工业相机区别 1、工业相机的性能稳定可靠易于安装,相机结构紧凑结实不易损坏,连续工作时间长,可在较差的环境下使用,一般的数码相机是做不到这些的。 2、工业相机的快门时间非常短,可以抓拍高速运动的物体。 3、工业相机的图像传感器是逐行扫描的,而普通的相机的图像传感器是隔行扫描的, 逐行扫描的图像传感器生产工艺比较复杂,成品率低,出货量少,世界上只有少数公司能够提供这类产品。 4、工业相机的帧率远远普通相机。 工业相机每秒可以拍摄十幅到几百幅图片,而普通相机只能拍摄2-3幅图像,相差较大。 5、工业相机输出的是裸数据(raw data),其光谱范围也往往比较宽,比较适合进行的图像处理算法,例如机器视觉(Machine Vision)应用。而普通相机拍摄的图片,其光谱范围只适合人眼视觉,并且经过了mjpeg压缩,图像质量较差,不利于分析处理。