选择工业相机,首先判断机器视觉应用需求,根据目标物的大小和检测精度来确定分辨率,根据视野范围和覆盖区域大小来确定视场角,根据目标物或相机运动速度选合适帧率,根据图像质量、速度、功耗和成本要求来确定使用CCD或CMOS。根据项目现场环境来确定使用什么连接方式如USB或千兆网等。
选型之前具体需要考虑的有以下12个要素:
品牌在选择工业相机时的重要性不容忽视,它直接关系到相机的性能、质量、售后服务以及用户的使用体验。
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选知名公司的产品:知名品牌通常拥有先进的技术研发能力、严格的质量控制体系和较好的售后服务支持。
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选具备技术创新能力的公司:这样的公司或许不出名,但其通常有强大的研发团队和创新能力,能够不断推出新技术、新产品,满足市场的不断变化和发展。
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选虽不知名但却有用户口碑与信誉的公司:业内不乏专注产品力的公司,他们通过稳健的产品能力和售后服务能力在业内积累了良好口碑,可参考其他用户评价和反馈了解口碑和信誉。
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帧率表示相机每秒捕获的图像数量(FPS)。高帧率相机适用于快速运动物体的捕捉和分析。在自动化生产线,高速运动的物体需要高帧率相机来确保清晰捕捉。
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高帧率产生更多的数据,需要更高的数据传输带宽,确保相机的接口(如GigE, USB, Camera Link等)能够支持所需的帧率。同时也意味着更多的图像数据需要存储,这可能影响存储解决方案的选择和成本。
通常来说,接口确定情况下,相机的分辨率越低,帧率越高;而分辨率越高,帧率越低。帧率*分辨率≤总线带宽,即在接口一定(总线带宽已经确定),分辨率一定时,帧率也是有其最大值的。即要想相机的分辨率快,又要想相机的帧率高,那么就需要找更大带宽的总线,也就是相机的输出接口。
像素深度决定了图像的色彩范围和灰度级别。高像素深度相机能提供更丰富的色彩和更精细的灰度变化。在需要高质量图像处理的场合,如颜色检测与识别,应选择高像素深度相机。
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相同尺寸,CCD的分辨率优于CMOS,在成像质量、色彩还原和信噪比方面更具优势。而随着技术发展,CMOS成像质量越来越接近CCD,图像采集速度快,功耗远低于CCD,集成度更高,制造成本更低。
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选择CCD场景:测量物高速运动场景,对成像质量要求很高的场景,如专业摄影、航空航天、生物医学等领域。
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选择CMOS:需要快速采集图像,需要低成本、低功耗和高集成度场景,如工业自动化、机器人视觉、无人驾驶、医疗影像、瑕疵检测等领域。
相机的接口用于连接相机和镜头,主要有 C 口,CS 口,F 口,选择匹配的镜头接口即可。
通常机器视觉项目都选用黑白相机,只有需要测量彩色图像时才会考虑彩色相机,因为很多视觉工具都是在黑白图像上进行处理,同时黑白相机使用单色光源,成像质量也要优于使用复合白光的彩色相机。
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软触发:通过相机内部的软件程序进行拍照操作,无需任何物理设备即可采集图像,适用于需要实时调整相机参数(如曝光时间、增益等)的场景。
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硬触发:通过物理装置手动触发相机进行拍照操作,适合需要人工干预且要求控制更为精准的应用:如质量检测、安全监控、机器人抓取、装配和焊接等场景。
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外部触发:通过外部信号或者传感器来触发相机进行拍照操作,适用于复杂环境下的定位、辨识、跟踪,也适合多相机同步拍摄。
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定时触发:通过相机内部设置时间间隔的方式来进行拍照操作,适合长时间监测任务和周期性数据采集场景。
光谱响应描述了相机对不同波长光线的敏感程度。在选择相机时,需考虑光源的波长范围以及所需检测的目标特征,例如,在某些特殊光照条件下,如红外或紫外光检测,需要选择具有相应光谱响应特性的相机。
相机的系统有两种:智能相机系统(嵌入式系统)和 PC-Based 系统。
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智能相机系统(嵌入式系统):将相机、图像处理模块、处理器、存储器、通讯模块等集成于一体,具有结构紧凑、集成度高、性能稳定、故障率低等特点。可以直接在生产线上使用,无需额外的计算机支持,易于使用和安装。但由于硬件结构限制,通常只能处理1-2台相机的图像数据,程序开发也不够灵活。
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PC-Based系统:主要由个人计算机(PC)、光源、镜头、相机、图像采集卡以及图像处理软件等组成。结构相对复杂,但具有更高的灵活性和可扩展性,方便二次开发。能处理多个相机图形数据,实现复杂的图像处理算法,适用于高速度和高精度场景。但由于对PC的依赖程度较高,需要较高技术水平进行开发和维护。
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