機器視覺(jué)技術(shù)作為目前應用廣泛、高科技成像技術(shù),采用機器替代人工進(jìn)行測量或判斷的原理,利用機器視覺(jué)產(chǎn)品將被攝目標一步步轉換成圖像信號,為各項應用提供最真實(shí)準確的圖像資料。尤其在工業(yè)領(lǐng)域,機器視覺(jué)技術(shù)的出現,大大地提高了生產(chǎn)過(guò)程中的柔性和自動(dòng)化程度。工業(yè)相機是最為核心的機器視覺(jué)產(chǎn)品,機器視覺(jué)系統正是因為有了工業(yè)相機這一組件,才得以實(shí)現圖像的采集,完成由光信號向有序的電信號的轉變。與普通的成像設備相比,工業(yè)相機分辨率高、速度快、成像性能更穩定、工作時(shí)間更持久、環(huán)境適應能力更強。因此,選擇一款合適的工業(yè)相機是機器視覺(jué)系統設計中最重要的環(huán)節之一,不僅關(guān)系到機器視覺(jué)技術(shù)所呈現圖像的清晰度與準確度,還影響著(zhù)整個(gè)系統的運行模式。
用戶(hù)在選擇適合的工業(yè)相機時(shí),可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行考慮:
一、傳感器的尺寸與類(lèi)型
如果說(shuō)工業(yè)相機是機器視覺(jué)系統的心臟的話(huà),那么傳感器就是工業(yè)相機的靈魂所在,工業(yè)相機所能實(shí)現的工作大多都是依仗著(zhù)傳感器的功勞,目前最為常用的傳感器分為CCD和CMOS兩種。暫時(shí)來(lái)說(shuō),CCD的成像質(zhì)量要優(yōu)于CMOS,而CMOS在成本上優(yōu)于CCD,不過(guò),隨著(zhù)技術(shù)的不斷進(jìn)步,兩者之間的差距正在慢慢縮短。同樣分辨率的傳感器,可優(yōu)先選擇傳感器尺寸大的,這樣有利于成像質(zhì)量的提高。另外,如果要求拍攝的物體是運動(dòng)的,那么選擇CCD傳感器相機最為適宜;而要求拍攝的物體運動(dòng)的距離很小的,選擇CMOS傳感器相機也是合適的。
二、相機的分辨率與幀速率
相機的分辨率直接影響著(zhù)成像質(zhì)量,因此,用戶(hù)應首先了解待觀(guān)察或待測量物體的精度需求,再根據需求選擇合適的分辨率。例如:若單視野為12mm長(cháng),理論精度為0.01mm,則單方向分辨率=12/0.01=1200,但為了增加機器視覺(jué)系統的運行穩定性,一般需要選擇4或更高倍數,這樣該相機需求單方向分辨率為4800,那么,這時(shí)選用500萬(wàn)像素就已經(jīng)足夠了。同時(shí),如果在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中用戶(hù)在測試測量方面有速度要求的話(huà),還需要考慮相機的速率。一般情況下,需要選擇的相機幀速率要大于或等于檢測速度。
三、相機的接口
機器視覺(jué)系統一般是由光源、鏡頭、相機、圖像采集卡、圖像處理軟件這幾部分組成的,因此,相機的接口主要有兩種,一種是與鏡頭的接口,另一種是與視頻輸出組件的接口。選擇相機時(shí),要注意相機的接口必須與鏡頭接口匹配,鏡頭是C口,相機也必須選擇C口的;鏡頭是CS口,相機也就必須選擇CS口的。另外,選擇的相機傳感器尺寸應小于或等于鏡頭支持的尺寸,否則將會(huì )出現視野顯示不全的問(wèn)題,影響圖像的效果。同時(shí),選擇相機時(shí),還要考慮到相機的視頻輸出接口,不同的輸出接口有著(zhù)不同的輸出帶寬,也直接影響這相機的使用效果。目前,最為常見(jiàn)的輸出接口主要有USB、1394、Camerlink或者千兆網(wǎng)幾種,用戶(hù)可以根據傳輸的距離、穩定性、傳輸的數據大小,選擇不同帶寬的接口。加拿大PixeLINK公司主要生產(chǎn)和銷(xiāo)售機器視覺(jué)和生命科學(xué)領(lǐng)域的工業(yè)相機,PixeLINK公司產(chǎn)品使用CMOS和CCD傳感器以及先進(jìn)的數字總線(xiàn)技術(shù),如火線(xiàn)(1394),USB接口2.0和千兆以太網(wǎng),可為用戶(hù)提供多種選擇。