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一步,需要知道系統精度要求和工業相機分辨率;
第二步,需要知道系統速度要求與工業相機成像速度;
第三步,需要將工業相機與圖像采集卡一并考慮,因為這涉及到兩者的匹配;
第四步,價格的比較。
23:如何用機器視覺系統要求的精度來計算出需要選用相機的分辨率(像素)?
知道實際檢測精度來反推該選用多大像素的工業相機可以通過公式來計算得出:X 方向系統精度(X 方向像素值)=視野范圍(X 方向)/CCD 芯片像素數量( X 方向);Y 方向系統精度(Y 方向像素值)=視野范圍(Y方向)/CCD 芯片像素數量( Y 方向)來獲得。當然理論像素值的得出,要由系統精度及亞像素方法綜合考慮;
24:如何根據實際要求的檢測速度來推導出該選用什么速度的工業相機?
系統單次運行速度=系統成像(包括傳輸)速度+系統檢測速度,雖然系統成像(包括傳輸)速度可以根據工業相機異步觸發功能、快門速度等進行理論計算,的方法還是通過軟件進行實際測試;
25:工業相機需要與圖像采集卡匹配哪些才能正常使用?
工業相機需要與圖像采集卡匹配好才能正常使用,一般需要匹配以下幾個:
a、視頻信號的匹配,對于黑白模擬信號相機來說有兩種格式,CCIR和RS170(EIA),通常采集卡都同時支持這兩種工業相機;
b、分辨率的匹配,每款板卡都只支持某一分辨率范圍內的相機;
c、特殊功能的匹配,如要是用相機的特殊功能,先確定所用板卡是否支持此功能,比如,要多部相機同時拍照,這個采集卡就必須支持多通道,如果相機是逐行掃描的,那么采集卡就必須支持逐行掃描;
d、接口的匹配,確定相機與板卡的接口是否相匹配。如CameraLink、Firewire1394 等。
26:USB 接口的工業相機與1394 接口工業相機的區別在哪里?
USB 相機與1394 相機從接口方面來說影響到我們選擇的因素主要有以下幾點:
a)協議規范:1394 設備相關工業規范協議有50 多種,涉及到從攝像機、工業相機、等設備。各廠家的1394 工業相機大都遵循DCAM 工業規范。而USB 工業相機的接口是近期從商業PC 應用中發展起來的商業規范。
b)供電方式:1394 工業相機操作電壓為8 到30VDC,USB 工業相機工作電壓是5VDC。從供電范圍角度看,1394接口符合工業領域單獨設備的直流供電要求,比如12VDC 或24VDC;而USB 接口采用電子線路TTL 標準電壓供電,一般做設備內部供電使用。
c)操作系統配合:1394 接口工業相機在系統重新啟動后能夠保持原先的地址不變,而USB 接口工業相機每次啟動后都需要系統重新分配地址的。
d)數據傳輸:1394 接口在處理多臺工業相機的數據傳輸時,有著先天的優勢。從發展背景來看,USB 接口是承接RS232 接口的新一代高速數據傳輸接口,而1394 接口的工業相機是作為替代SCSI 和PCI 總線的而設計的。
27:智能工業相機與一般工業相機區別在哪里?
智能相機與工業相機區別,簡言之:智能相機是一種高度集成化的微小型機器視覺系統;而工業相機是機器視覺系統的組成部分之一。
28:智能工業相機中圖像采集單元的主要功能是什么?
在智能相機中,圖像采集單元相當于普通意義上的CCD/CMOS 相機和圖像采集卡。它將光學圖像轉換為模擬/數字圖像,并輸出至圖像處理單元。
29:智能工業相機中圖像處理單元起什么作用
在智能工業相機中,圖像處理單元類似于圖像采集、處理卡。它可對圖像采集單元的圖像數據進行實時的存儲,并在圖像處理軟件的支持下進行圖像處理。
30:智能工業相機中圖像處理軟件的主要作用是什么?
圖像處理軟件主要在圖像處理單元硬件環境的支持下,完成圖像處理功能。如幾何邊緣的提取、Blob、灰度直方圖、OCV/OVR、簡單的定位和搜索等。在智能相機中,以上算法都封裝成固定的模塊,用戶可直接應用而無需編程。
31:智能工業相機中網絡通信裝置起什么作用?
網絡通信裝置是智能相機的重要組成部分,主要完成控制信息、圖像數據的通信任務。智能相機一般均內置以太網通信裝置,并支持多種標準網絡和總線協議,從而使多臺智能相機構成更大的機器視覺系統。
西門子PLC模塊大量現貨,西門子PLC模塊根據應用的不同來決定是需要選用CCD 還是CMOS 相機CCD 工業相機主要應用在運動物體的圖像提取,如貼片機,當然隨著CMOS 技術的發展,許多貼片機也在選用CMOS 工業相機。用在視覺自動檢查的方案或行業中一般用CCD 工業相機比較多。 CMOS 工業相機由成本低,功耗低也應用越來越廣泛。
2、分辨率的選擇,首先考慮待觀察或待測量物體的精度,根據精度選擇分辨率。其次看工業相機的輸出,若是體式觀察或機器軟件分析識別,分辨率高是有幫助的;若是VGA 輸出或USB輸出,在顯示器上觀察,則還依賴于顯示器的分辨率,工業相機的分辨率再高,顯示器分辨率不夠,也是沒有意義的;利用存儲卡或拍照功能,工業相機的分辨率高也是有幫助的。
3、與鏡頭的匹配,傳感器芯片尺寸需要小于或等于鏡頭尺寸,C 或CS 安裝座也要匹配(或者增加轉接口);
4、相機幀數選擇,當被測物體有運動要求時,要選擇幀數高的工業相機。但一般來說分辨率越高,幀數越低;
34:如何設置工業相機中的“自動增益控制”功能?
工業相機內有一個將來自 CCD 的信號放大到可以使用水準的視頻放大器,其放大即增益,等效于有較高的靈敏度,然而在亮光照的環境下放大器將過載,使視頻信號畸變。當開關在 ON 時,在低亮度條件下*打開鏡頭光圈,自動增加增益以獲得清晰的圖像。開關在 OFF時,在低亮度下可獲得自然而低噪聲的圖像。
35:如何來選購圖像采集卡?
在選購及使用圖像采集卡時,需要考慮的兩個關鍵性的因素為:硬件的可靠性以及軟件的支持。在其它條件都同等的情況下,一塊復雜具有更多器件的卡會比器件較少的卡耗散更多的熱量。好的設計會采用更多的ASIC(Applica tion-specific integrated circuits)和可編程器件以減少電子器件的數量,而達到更高的功能。還可以選擇具有更少的無用功能的卡以減少不必要的麻煩。過壓保護是可靠性的一個重要指標。接近高壓會在視頻電纜產生很強的電涌,在視頻輸入端和I/O 口加過壓保護電路可保護采集卡不會被工業環境電磁干擾會產生的高壓擊穿。選擇采集卡的同時還必須考慮此視覺系統要選用的軟件與采集卡是否兼容,是否使用方便,其軟件是否要求付費等。
36:高速工業相機與一般工業相機相比有哪些優勢?
1. 高速實時無壓縮圖像記錄,實時顯示,設定速度回顯;
2. 系統采用直接將數據寫入硬盤的記錄方式,解決了傳統內存記錄方式記錄時間短的問題,同時解決了傳統采集;
系統傳輸速度受PCI 總線帶寬限制的問題;
3. 保證100%不丟幀,解決了傳統內存記錄方式易丟幀、缺乏斷電保護等問題;
4. 系統獨立工作,幾乎不占用計算機資源,可靠性高;
5. 一套系統中可支持多塊板卡和相機,同時對多個目標進行跟蹤記錄;
6. 支持多種外部信號的疊加融合;
7. 支持多種圖像格式,有多種軟硬件外觸發功能;
8. 軟件接口簡單,便于二次開發和實時處理。
37:紅外相機有哪些類別?
紅外相機主要近紅外相機、短波紅外相機、高速紅外相機、中波紅外系列相機、基于DSP長波紅外系列相機有下幾類;
38:如何來提高工業相機的靈敏度?
工業相機的靈敏度是可以通過設置工業相機的以下功能來實現的:
提高工業相機靈敏度的技術 | ||
名稱 | 功能 | 技術要點 |
Bining功能 | 靈敏度提高,分辨率降低,幀速提高:適合光強較弱而分辨率要求較低的場合 | 提供幀、行、列同步信號,設置合并電路或合并軟件 |
像增強 | 使微光圖像得到顯著增強,適合弱光場合 | 用像增強器提高圖像亮度 |
增透膜技術 | 使入射光的反射率降為0,大限度的利用入射光 | 在感光芯片表面鍍增透膜,利用光的折射原理提高光的透過率 |
普照CCD | 增強成像器件的靈敏度,適合弱光場合 | 減薄成像器件的厚度,光從感光芯片背面入射 |
微透鏡 | 提高像素靈敏度,降低像素噪聲,提高有效填充因子 | 在感光像元上添加微透鏡 |
片內倍增 | 增加載流子數量,提高相機的響應度 | 通過倍增寄存器實現片內電荷能量倍增,激發更多的載流子 |
時間延遲積分(TDI) | 通過多級曝光,提高相機的響應 | N級TDI CCD的曝光時間是單級CCD的N倍,從而CCD的響應度也相應的增加N倍 |
39:工業相機的白平衡是什么?
白平衡(White Balance)是彩色相機中采用的技術,白平衡是對紅、綠、藍三個分量的平衡,以使相機能反映實際景物真實顏色。由于光敏元件在不同的光照條件下RGB 三個分量的輸出是不平衡的,從而會差生圖像在色彩上的失真,偏藍或者偏紅,因此需要白平衡來還原圖像的色彩。通常相機完成白平衡可以分為自動和手動白平衡兩種方式,此外還可以通過軟件實現白平衡。
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如何提高相機感光均勻性?
提高相機感光均勻性技術 | ||
名稱 | 功能 | 技術要點 |
平場校正 | 克服光照的不均勻性和鏡頭中心和邊緣響應的不一致性 | 通過采集暗場和均與亮場圖像,計算每個像素點的增益和偏移,對圖像中各點分別進行校正 |
非均勻校正 | 消除各像素響應度的不均勻,提高圖像質量,提高圖像測量精度 | 測量和存儲各像素的響應度,設置校正電路或校正軟件,用校正電路或校正軟件校正非均勻性誤差 |
41:如何提高圖像的信噪比?
信噪比SNR(Signal to NoiseRatio)反應相機成像的抗干擾能力,反應在畫質上就是畫面是否干凈無噪點。以下技術可提高圖像的信噪比使采集的圖像更清晰干凈。
42:如何提高工業相機的動態范圍?
相機動態范圍成像的目的就是要正確地表示真實世界中從太陽光直射到暗的陰影這樣大的范圍亮度,以下技術可以提高相機動態范圍。
提高相機動態范圍的技術 | ||
名稱 | 功能 | 技術要點 |
對數響應 | 增大成像器件的動態范圍 | 設置對數視頻放大電路 |
深溝道技術 | 在保持薄型CCD的量子效率高的優點基礎上,同時提高紅光的量子效率 | 使用厚度為40 左右的高阻硅制作CCD |
雙曝光 | 提高成像器件適應目標光強變化的能力,適合光強變化劇烈場合 | 對傳感器做曝光設置,弱光時自動采用長時間曝光,強光時自動采用短時間曝光 |
43:如何通過調整工業相機來提高圖像質量?
在機器視覺系統中,相機需要采集圖像,有時候采集的圖像質量一般,這就需要我們通過調整工業相機的一些功能參數來提高圖像質量,以下技術可提高圖像質量。
西門子擴展模塊代理商提高圖像質量的基本技術 | ||
名稱 | 功能 | 技術要點 |
電子曝光 | 消除曝光飽和、減小光暈、減小像模糊,提取運動目標圖像 | 感光器件中設置曝光控制門 |
抗光暈 | 消除像素光暈,避免滿阱以上的電荷溢出到相信像素中,凸高圖像清晰度 | 縮短曝光時間,但是有時候并不有效; 將每個像素互相隔離起來; 在每個像素旁,建立溢出過多的光電荷溝道 |
多模式輸出 | 線形模式、雙斜率模式、對數模式或者Y校正模式 | 設置的電路或軟件,以實現多模式輸出 |
數字變焦 | 實現類似光學變焦的效果,圖像質量并有明顯提升 | 利用內插對圖像進行放大 |
白平衡 | 消除顏色失真,提高圖像顏色逼真度 | 利用對標準拍板、在標準光源下成像,修正三基色通道RGB的加權系數 |
44:工業相機的機械快門與電子快門有什么區別?
機械快門:用彈簧或是電磁手段,控制幾片葉片的開閉,或是兩層簾幕像舞臺“拉幕”一樣左右或上下以一定寬度的縫隙“劃過”成像像場窗口,讓窗口獲得時間長短的“見光機會”——這就使通常的機械快門概念。
電子快門:通過電路直接操作CCD/CMOS 控制快門曝光,被稱為電子快門。利用了CCD/CMOS 不通電不工作的原理,在CCD 不通電的情況下,盡管窗口“大敞開”,但是并不能產生圖像。如果在按下快門鈕時,使用電子時間電路,使CCD/CMOS 只通電“一個的時間長短”,就也能獲得像有快門“瞬間打開”一樣的效果。
一般而言,機械快門的好處是不用電即可工作,缺點是高速和低速檔比較會不準確。電子快門比純機械快門更精確,性能更高(短曝光時間可以更短等等),可靠性更高,壽命更長。
45:數字工業相機與模擬工業相機的區別是什么?
從概念上來講,這兩種相機只在輸出信號上有區別,模擬工業相機輸出的是模擬信號,數字工業相機輸出的是數字信號。也就是說模擬工業相機的A/D 轉換是在工業相機之外進行的,數字工業相機的A/D 轉換是在工業相機內完成的。
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