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工业相机选型(机器视觉相机如何选型)

在前些章节,我介绍了视觉成像系统的光源和镜头 这一节我们介绍一下相机和选型,相对于光源和相机来说,相机的理论知识会多,但我这里不介绍太多理论。 工业相机我们都不陌生,每个人的手机上都有相机,相对于普通相机,工业相机有如下特点 1. 拍摄速度高 一般我们用帧率来说明某个相机拍照速度,比如100帧,那就是1秒要拍照1...

在前些章节,我介绍了视觉成像系统的光源和镜头

这一节我们介绍一下相机和选型,相对于光源和相机来说,相机的理论知识会多,但我这里不介绍太多理论。

工业相机我们都不陌生,每个人的手机上都有相机,相对于普通相机,工业相机有如下特点

1. 拍摄速度高

一般我们用帧率来说明某个相机拍照速度,比如100帧,那就是1秒要拍照100张图片。

2. 扫描方式

工业相机是逐行扫描,普通相机是隔行扫描

3. 响应光谱范围广

工业相机sensor的感光范围比较广,能够捕获更多的特征

4. 长时间稳定运行

工业相机的sensor要求连续7*24小时运行,适应环境更恶劣

5. 提供二次开发接口

一般sensor厂商,比如安森美、sony、AMD等研发的sensor,工业相机厂商把sensor集成,工业相机厂商会提供SDK进行取图, 也就是取流。

知道了工业相机与普通相机的不同,我们可以看出,工业相机主要是为了适应工业恶劣环境、不同的工作环境、稳定长时间运行,很多需求都是产业发展驱动起来的。

工业相机的发展已经从模拟相机到了数字相机时代,现在我们讨论的工业相机都是数字相机,现在模拟相机已经很少使用,偶尔可以看到机器上的老设备有模拟相机,不过目前的市场上基本已经淘汰了。

相机分类

线阵相机

线阵相机sensor,中间条线状

线阵相机的sensor是呈“线”状,要拍摄图像需要运动机构配合,比如朝着一个方向运动或者旋转,相机通过编码器触发采集图像。常用表示方法为2K(2048个宽度像素),4K(4096像素宽度)

面阵相机

面阵相机的sensor是一个方形,可以一次拍摄感光就把图像采集到。常用表示方法为30W,130W(1280*960)等。

面阵相机 Sensor 相机接口

GigE、USB3.0、CameraLink、CoaXPress、1394a/b等接口

Gige,USB接口即插即用,不需要图像采集卡。而CameraLink,CoaXPress,1394a/b需要对应的采集卡支持,对应着数据量也比较大。

相机选型

线阵相机选型

主要考虑的是精度和速度,比如目标是宽度1000mm的布匹,精度是0.05,运动速度是30m/s

那么相机的精度是 1000/0.5= 2000像素,一般需要选择大于等于精度的,这里可以选择4K的相机,实际精度为1000/4096=0.244, 速度30000mm/0.244=122.95KHz,可以选择130KHz的相机。相机接口常用的有C、M42*1、F、T2、Leica等接口,根据你相机来定接口。

线阵相机取图示意图 面阵相机选型

面阵相机首先根据你的场景来看, 如果是高速的建议优先使用全局曝光相机,如果速度没那么高就选择卷帘曝光,全局曝光的相机比卷帘相机贵一些。

再就是面阵相机选择考虑的精度,精度,比如你的系统实际检测产品为10mm*8mm,不过一般机械运动都有误差,实际的视野会比这个大一点,就选择12*10左右好了,我以长度为10mm计算,如果系统检测精度为0.03,那么理论上的水平像素为10/0.03=333像素,经验值一般是3倍左右的理论值,那就是3*333等于1000左右,我们选择水平1280像素,通用的芯片大小的相机就是130W(1280*960),反推回去,实际的精度为12/1280=0.0093mm。

再就是根据相机接口,选择镜头,选择镜头的知识在前面介绍过了。

面阵相机取流示意图

对于选哪种相机,看你的系统,线阵相机运动机构麻烦,但是可以满足一些精度高场合,线阵相机机构简单,比较方便,一次取图,缺点是有时候精度无法满足,不过现在市场上有了1.5亿像素的工业相机,比如海康机器人新出的一款产品,弥补了精度的问题。

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