選擇工業相機,首先判斷機器視覺應用需求,根據目標物的大小和檢測精度來確定分辨率,根據視野范圍和覆蓋區域大小來確定視場角,根據目標物或相機運動速度選合適幀率,根據圖像質量、速度、功耗和成本要求來確定使用CCD或CMOS。根據項目現場環境來確定使用什么連接方式如USB或千兆網等。
選型之前具體需要考慮的有以下12個要素:
品牌在選擇工業相機時的重要性不容忽視,它直接關系到相機的性能、質量、售后服務以及用戶的使用體驗。
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選知名公司的產品:知名品牌通常擁有先進的技術研發能力、嚴格的質量控制體系和較好的售后服務支持。
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選具備技術創新能力的公司:這樣的公司或許不出名,但其通常有強大的研發團隊和創新能力,能夠不斷推出新技術、新產品,滿足市場的不斷變化和發展。
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選雖不知名但卻有用戶口碑與信譽的公司:業內不乏專注產品力的公司,他們通過穩健的產品能力和售后服務能力在業內積累了良好口碑,可參考其他用戶評價和反饋了解口碑和信譽。
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幀率表示相機每秒捕獲的圖像數量(FPS)。高幀率相機適用于快速運動物體的捕捉和分析。在自動化生產線,高速運動的物體需要高幀率相機來確保清晰捕捉。
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高幀率產生更多的數據,需要更高的數據傳輸帶寬,確保相機的接口(如GigE, USB, Camera Link等)能夠支持所需的幀率。同時也意味著更多的圖像數據需要存儲,這可能影響存儲解決方案的選擇和成本。
通常來說,接口確定情況下,相機的分辨率越低,幀率越高;而分辨率越高,幀率越低。幀率*分辨率≤總線帶寬,即在接口一定(總線帶寬已經確定),分辨率一定時,幀率也是有其最大值的。即要想相機的分辨率快,又要想相機的幀率高,那么就需要找更大帶寬的總線,也就是相機的輸出接口。
像素深度決定了圖像的色彩范圍和灰度級別。高像素深度相機能提供更豐富的色彩和更精細的灰度變化。在需要高質量圖像處理的場合,如顏色檢測與識別,應選擇高像素深度相機。
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相同尺寸,CCD的分辨率優于CMOS,在成像質量、色彩還原和信噪比方面更具優勢。而隨著技術發展,CMOS成像質量越來越接近CCD,圖像采集速度快,功耗遠低于CCD,集成度更高,制造成本更低。
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選擇CCD場景:測量物高速運動場景,對成像質量要求很高的場景,如專業攝影、航空航天、生物醫學等領域。
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選擇CMOS:需要快速采集圖像,需要低成本、低功耗和高集成度場景,如工業自動化、機器人視覺、無人駕駛、醫療影像、瑕疵檢測等領域。
相機的接口用于連接相機和鏡頭,主要有 C 口,CS 口,F 口,選擇匹配的鏡頭接口即可。
通常機器視覺項目都選用黑白相機,只有需要測量彩色圖像時才會考慮彩色相機,因為很多視覺工具都是在黑白圖像上進行處理,同時黑白相機使用單色光源,成像質量也要優于使用復合白光的彩色相機。
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軟觸發:通過相機內部的軟件程序進行拍照操作,無需任何物理設備即可采集圖像,適用于需要實時調整相機參數(如曝光時間、增益等)的場景。
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硬觸發:通過物理裝置手動觸發相機進行拍照操作,適合需要人工干預且要求控制更為精準的應用:如質量檢測、安全監控、機器人抓取、裝配和焊接等場景。
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外部觸發:通過外部信號或者傳感器來觸發相機進行拍照操作,適用于復雜環境下的定位、辨識、跟蹤,也適合多相機同步拍攝。
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定時觸發:通過相機內部設置時間間隔的方式來進行拍照操作,適合長時間監測任務和周期性數據采集場景。
光譜響應描述了相機對不同波長光線的敏感程度。在選擇相機時,需考慮光源的波長范圍以及所需檢測的目標特征,例如,在某些特殊光照條件下,如紅外或紫外光檢測,需要選擇具有相應光譜響應特性的相機。
相機的系統有兩種:智能相機系統(嵌入式系統)和 PC-Based 系統。
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智能相機系統(嵌入式系統):將相機、圖像處理模塊、處理器、存儲器、通訊模塊等集成于一體,具有結構緊湊、集成度高、性能穩定、故障率低等特點。可以直接在生產線上使用,無需額外的計算機支持,易于使用和安裝。但由于硬件結構限制,通常只能處理1-2臺相機的圖像數據,程序開發也不夠靈活。
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PC-Based系統:主要由個人計算機(PC)、光源、鏡頭、相機、圖像采集卡以及圖像處理軟件等組成。結構相對復雜,但具有更高的靈活性和可擴展性,方便二次開發。能處理多個相機圖形數據,實現復雜的圖像處理算法,適用于高速度和高精度場景。但由于對PC的依賴程度較高,需要較高技術水平進行開發和維護。
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