随着机器视觉技术进入中国,在自动化生产的大背景下,现在已经得到了广泛的应用。而工业相机作为重要技术,其应用所涉及到的领域众多,然而目前国内市场工业相机品牌、种类繁多,如何能选择到适合自己应用的工业相机呢?
一、确定相机类型
工业相机可以分为数字相机和模拟相机两大类。数字相机采集到的是数字信号,数字信号不受电噪声影响,因此,数字相机的动态范围更高,能够向计算机传输更精确的信号,在现代工业应用中越来越广泛。而模拟相机采集到的是模拟信号,经数字采集卡转换为数字信号进行传输存储。标准的模拟相机分辨率很低,帧率也是固定的。而且,模拟信号可能会由于工厂内其他设备(比如电动机或高压电缆)的电磁干扰而造成失真。随着噪声水平的提高,模拟相机的动态范围(原始信号与噪声之比)会降低。动态范围决定了有多少信息能够被从相机传输给计算机。因此,在选择相机的类型时,就要求用户根据自己的实际应用情况作出选择。
二、相机分辨率
根据用户在实际应用中的具体需求,例如市场、物距、精度等来确定相机分辨率的大小。下面以一个应用案例来分析。
应用案例:假设检测一个物体的表面划痕,要求拍摄的物体大小为10*8mm,要求的检测精度是0.01mm。首先假设我们要拍摄的视野范围在12*10mm,那么相机的最低分辨率应该选择在:(12/0.01)*(10/0.01)=1200*1000,约为120万像素的相机,也就是说一个像素对应一个检测的缺陷的话,那么最低分辨率必须不少于120万像素,但市面上常见的是130万像素的相机,因此一般而言是选用130万像素的相机。但实际问题是,如果一个像素对应一个缺陷的话,那么这样的系统一定会极不稳定,因为随便的一个干扰像素点都可能被误认为缺陷,所以我们为了提高系统的精准度和稳定性,取缺陷的面积在3到4个像素以上,这样我们选择的相机也就在130万乘3以上,即最低不能少于300万像素,通常采用300万像素的相机为较佳(我见过很多的人抱着亚像素不放,说要做到零点几的亚像素,那么就不用这么高分辨率的相机了。比如他们说如果做到0.1个像素,就是一个缺陷对应0.1个像素,缺陷的大小是由像素点个数来计算的,试问0.1个像素的面积怎么来表示?这些人以亚像素来忽悠人,往往说明了他们的没有常识性)。换言之,我们仅仅是用来做测量用,那么采用亚像素算法,130万像素的相机也能基本上满足需求,但有时因为边缘清晰度的影响,在提取边缘的时候,随便偏移一个像素,那么精度就受到了极大的影响。故我们选择300万的相机的话,还可以允许提取的边缘偏离3个像素左右,这就很好的保证了测量的精度。
三、芯片类型
目前工业相机中应用的芯片主要有两种类型,即CCD和CMOS。如果要求拍摄的物体是运动的,要处理的对象也是实时运动的物体,那么选择CCD芯片的工业相机较适合。当物体运动的速度很慢,在我们设定的相机曝光时间范围内,物体运动的距离很小,换算成像素大小也就在一两个像素内,那么选择CMOS相机也是合适的。因为在曝光时间内,一两个像素的偏差人眼根本看不出来(如果不是做测量用的话),但超过2个像素的偏差,物体拍出来的图像就有拖影,这样就不能选择CMOS相机了。
四、黑白or彩色
如果我们要处理的是与图像颜色有关,那当然是采用彩色相机,否则建议你用黑白的,因为黑白的同样分辨率的相机,精度比彩色高,尤其是在看图像边缘的时候,黑白相机的效果会更好。
五、确定帧率
根据要检测物体的速度,选择相机的帧率一定要大于或等于检测速度,等于的情况就是你处理图像的时间一定要快,一定要在相机的曝光和传输的时间内完成。
六、接口
需要用户根据传输的距离、稳定性、传输的数据大小(带宽)选择USB、1394、Camerlink、千兆网接口的相机。
七、相机的价格
在选择工业相机时,价格是用户较为关心的。同样参数的相机,不同的厂家价格各不相同,数量的不同也会导致价格上有很大的差距,但是最终是否能得到一个好的价格就需要靠大家与厂商进一步的沟通了。