1:工業(yè)相機的丟幀的問題是由什么原因引起的?
經(jīng)常會有一些機器視覺工程師認為USB接口的工業(yè)相機會造成丟幀現(xiàn)象耳幢。一般而言,工業(yè)相機丟幀與工業(yè)相機所采用的傳輸接口是沒有關(guān)系的晓殊,無論是USB塞椎,還是1394裹赴、GigE尔许、或者是CameraLink咆疗。設(shè)計不良的驅(qū)動程序或工業(yè)相機硬件才是造成丟幀的真正原因:設(shè)計不良的工業(yè)相機之所以會發(fā)生丟幀的現(xiàn)象,其實就是資料通道的堵塞母债,無法及時處理,所以新的圖像進來時,前一張可能被迫丟棄尝抖,或是新的圖像被迫丟棄毡们。要解決這問題,需要設(shè)計者針對驅(qū)動程序與工業(yè)相機硬件資料傳輸?shù)拿總€環(huán)節(jié)進行精密的設(shè)計昧辽。
2:工業(yè)相機輸入衙熔、輸出接口有哪些?
在機器視覺檢測技術(shù)中,工業(yè)相機的輸入搅荞、輸出接口有Camera Link红氯、IEEE 1394框咙、USB2.0、Ethernet痢甘、USB3.0幾種喇嘱;
3:知道被測物的長、寬塞栅、高以及要求的測量精度者铜,如何來選擇CCD 相機和工業(yè)鏡頭,選擇以上器件需要注意什么?
首先要選擇合適的鏡頭放椰。選擇鏡頭應(yīng)該遵循以下原則:
1).與之相配的相機的芯片尺寸是多大作烟;
2).相機的接口類型是哪種的,C 接口砾医,CS 接口還是其它接口拿撩;
3).鏡頭的工作距離;
4).鏡頭視場角如蚜;
5).鏡頭光譜特性压恒;
6).鏡頭畸變率;
7).鏡頭機械結(jié)構(gòu)尺寸怖亭;
選擇CCD 相機時涎显,應(yīng)該綜合考慮以下幾個方面:
1).感光芯片類型;CCD 還是CMOS
2).視頻特點兴猩;包括點頻期吓、行頻。
3).信號輸出接口倾芝;
4).相機的工作模式:連續(xù)讨勤,觸發(fā),控制晨另,異步復(fù)位潭千,長時間積分。
5).視頻參數(shù)調(diào)整及控制方法:Manual借尿、RS232.
同時刨晴,選擇CCD 的時候應(yīng)該注意,l inch = 16mm 而不是等于25.4mm.
4:CCD 相機與CMOS 相機的區(qū)別在哪里路翻?
1狈癞、 成像過程
CCD 與CMOS 圖像傳感器光電轉(zhuǎn)換的原理相同,他們最主要的差別在于信號的讀出過程不同茂契;由于CCD僅有一個(或少數(shù)幾個)輸出節(jié)點統(tǒng)一讀出蝶桶,其信號輸出的一致性非常好;而CMOS 芯片中掉冶,每個像素都有各自的信號放大器真竖,各自進行電荷-電壓的轉(zhuǎn)換脐雪,其信號輸出的一致性較差。但是CCD 為了讀出整幅圖像信號恢共,要求輸出放大器的信號帶寬較寬战秋,而在CMOS 芯片中,每個像元中的放大器的帶寬要求較低旁振,大大降低了芯片的功耗获询,這就是CMOS芯片功耗比CCD 要低的主要原因。盡管降低了功耗拐袜,但是數(shù)以百萬的放大器的不一致性卻帶來了更高的固定噪聲吉嚣,這又是CMOS 相對CCD 的固有劣勢。
2蹬铺、 集成性
從制造工藝的角度看尝哆,CCD 中電路和器件是集成在半導(dǎo)體單晶材料商,工藝較復(fù)雜甜攀,世界上只有少數(shù)幾家廠商能夠生產(chǎn)CCD 晶元秋泄,如DALSA、SONY规阀、松下等恒序。CCD 僅能輸出模擬電信號,需要后續(xù)的地址譯碼器谁撼、模擬轉(zhuǎn)換器歧胁、圖像信號處理器處理,并且還需要提供三組不同電壓的電源同步時鐘控制電路厉碟,集成度非常低喊巍。而CMOS是集成在被稱作金屬氧化物的版單體材料上,這種工藝與生產(chǎn)數(shù)以萬計的計算機芯片和存儲設(shè)備等半導(dǎo)體集成電路的工藝相同箍鼓,因此聲場CMOS 的成本相對CCD 低很多崭参。同時CMOS 芯片能將圖像信號放大器、信號讀取電路款咖、A/D 轉(zhuǎn)換電路何暮、圖像信號處理器及控制器等集成到一塊芯片上,只需一塊芯片就可以實現(xiàn)相機的所有基本功能铐殃,集成度很高海洼,芯片級相機概念就是從這產(chǎn)生的。隨著CMOS 成像技術(shù)的不斷發(fā)展背稼,有越來越多的公司可以提供高品質(zhì)的CMOS 成像芯片,包括:Micron玻蝌、 CMOSIS蟹肘、Cypress等词疼。
3、 速度
CCD 采用逐個光敏輸出帘腹,只能按照規(guī)定的程序輸出贰盗,速度較慢。CMOS 有多個電荷-電壓轉(zhuǎn)換器和行列開關(guān)控制阳欲,讀出速度快很多舵盈,目前大部分500fps 以上的高速相機都是CMOS 相機。此外CMOS 的地址選通開關(guān)可以隨機采樣球化,實現(xiàn)子窗口輸出秽晚,在僅輸出子窗口圖像時可以獲得更高的速度。
4筒愚、噪聲
CCD 技術(shù)發(fā)展較早赴蝇,比較成熟,采用PN 結(jié)或二氧化硅(SiO2)隔離層隔離噪聲巢掺,成像質(zhì)量相對CMOS 光電傳感器有一定優(yōu)勢句伶。由于CMOS 圖像傳感器集成度高,各元件陆淀、電路之間距離很近考余,干擾比較嚴重,噪聲對圖像質(zhì)量影響很大轧苫。近年楚堤,隨著CMOS 電路消噪技術(shù)的不斷發(fā)展,為生產(chǎn)高密度優(yōu)質(zhì)的CMOS 圖像傳感器提供了良好的條件浸剩。
5:工業(yè)相機都有哪些主要參數(shù)钾军?
1.分辨率
速度(幀頻/行頻)
噪聲
信噪比
動態(tài)范圍
像元深度
光譜響應(yīng)
光學(xué)接口
6:工業(yè)相機的分辨率是如何定義的?
分辨率是相機最基本的參數(shù)绢要,由相機所采用的芯片分辨率決定吏恭,是芯片靶面排列的像元數(shù)量。通常面陣相機的分辨率用水平和垂直分辨率兩個數(shù)字表示重罪,如:1920(H)x 1080(V)樱哼,前面的數(shù)字表示每行的像元數(shù)量,即共有1920個像元剿配,后面的數(shù)字表示像元的行數(shù)搅幅,即1080 行。現(xiàn)在相機的分辨率通常表示多少K,如1K(1024)呼胚,2K(2048)茄唐,3K(4096)等。在采集圖像時,相機的分辨率對圖像質(zhì)量有很大的影響沪编。在對同樣大的視場(景物范圍)成像時呼盆,分辨率越高,對細節(jié)的展示越明顯蚁廓。
7:工業(yè)相機的幀頻和行頻是什么意思访圃?
相機的幀頻/行頻表示相機采集圖像的頻率,通常面陣相機用幀頻表示相嵌,單位fps(Frame Per second)腿时,如30fps,表示相機再1 秒鐘內(nèi)最多能采集30 幀圖像饭宾;線陣相機通常用行頻便是單位KHz,如12KHz 表示相機再1 秒鐘內(nèi)最多能采集12000 行圖像數(shù)據(jù)批糟。速度是相機的重要參數(shù),在實際應(yīng)用中很多時候需要對運動物體成像捏雌。相機的速度需要滿足一定要求跃赚,才能清晰準確的對物體成像。相機的幀頻和行頻首先受到芯片的幀頻和行頻的影響性湿,芯片的設(shè)計最高速度則主要是由芯片所能承受的最高時鐘決定纬傲。
8: 工業(yè)相機的噪聲是什么意思?
工業(yè)相機的噪聲是指成像過程中不希望被采集到的肤频,實際成像目標外的信號叹括。根據(jù)歐洲相機測試標準EMVA1288 中,定義的相機中的噪聲從總體上可分為兩類:一類是由有效信號帶來的符合泊松分布的統(tǒng)計漲落噪聲宵荒,也叫散粒噪聲(shot noise),這種噪聲對任何相機都是相同的汁雷,不可避免,尤其確定的計算公式报咳。(就是:噪聲的平方= 信號的均值)侠讯。第二類是相機自身固有的與信號無關(guān)的噪聲,它是由圖像傳感器讀出電路暑刃、相機信號處理與放大電路等帶來的噪聲厢漩,每臺相機的固有噪聲都不一樣。另外岩臣,對數(shù)字相機來說溜嗜,對視頻信號進行模擬轉(zhuǎn)換時會產(chǎn)生量化噪聲,量化位數(shù)越高架谎,噪聲越低炸宵。
9: 工業(yè)相機的信噪比什么意思?
相機的信噪比定義為圖像中信號與噪聲的比值(有效信號平均灰度值與噪聲均方根的比值)谷扣,代表了圖像的質(zhì)量土全,圖像信噪比越高,圖像質(zhì)量越好。
10: 工業(yè)相機中動態(tài)范圍是什么意思裹匙?
相機的動態(tài)范圍表明相機探測光信號的范圍野哭,動態(tài)范圍可用兩種方法來界定,一種是光學(xué)動態(tài)范圍幻件,指飽和時最大光強與等價于噪聲輸出的光強的比值,由芯片的特性決定蛔溃。另一種是電子動態(tài)范圍绰沥,他指飽和電壓和噪聲電壓之間的比值。對于固定相機其動態(tài)范圍是一個定值贺待,不隨外界條件變化而變化徽曲。在線性響應(yīng)去,相機的動態(tài)范圍定義為飽和曝光量與噪聲等效曝光量的比值:動態(tài)范圍=光敏元的滿阱容量/等效噪聲信號動態(tài)范圍可用倍數(shù)麸塞、dB 或Bit 等方式來表示秃臣。動態(tài)范圍大,則相機對不同的光照強度有更強的適應(yīng)能力哪工。
11:工業(yè)相機里的像元深度是什么意思奥此?
數(shù)字相機輸出的數(shù)字信號,即像元灰度值雁比,具有特殊的比特位數(shù)稚虎,稱為像元深度。對于黑白相機這個值的方位通常是8-16bit偎捎。像元深度定義了灰度由暗道亮的灰階數(shù)蠢终。例如,對于8bit的相機0 代表全暗而255 代表全亮茴她。介于0 和25 之間的數(shù)字代表一定的亮度指標寻拂。10bit 數(shù)據(jù)就有1024個灰階而12bit有4096個灰階。每一個應(yīng)用我們都要仔細考慮是否需要非常細膩的灰度等級丈牢。從8bit上升到10bit 或者12bit 的確可以增強測量的精度祭钉,但是也同時降低了系統(tǒng)的速度,并且提高了系統(tǒng)集成的難度(線纜增加赡麦,尺寸變大)朴皆,因此我們也要慎重選擇。
12: 工業(yè)相機都有哪些接口泛粹?
接口是指相機與鏡頭之間的借口遂铡,常用的鏡頭的借口有C口,CS口晶姊,F(xiàn)口扒接。
13: 工業(yè)相機是怎么分類的?
按照芯片結(jié)構(gòu)分類:CCD 相機& CMOS 相機
按照傳感器結(jié)構(gòu)分: 面陣相機 & 線陣相機
按照輸出模式分類:模擬相機 & 數(shù)字相機
彩色相機&黑白相機
14: 工業(yè)相機與普通數(shù)碼相機的區(qū)別在哪里?
1.工業(yè)相機的快門時間特別短钾怔,能清晰地抓拍快速運動的物體碱呼,而普通相機抓拍快速運動的物體非常模糊;
2.工業(yè)相機的圖像傳感器是逐行掃描的宗侦,而普通相機的圖像傳感器是隔行掃描的愚臀,甚至是隔三行掃描;
3.工業(yè)相機的拍攝速度遠遠高于普通的相機矾利;工業(yè)相機每秒可以拍攝十幅到幾百幅的圖片姑裂,而普通相機只能拍攝2-3 幅圖像;
4.工業(yè)相機輸出的是裸數(shù)據(jù)男旗,它的光譜范圍也往往比較寬舶斧,比較適合進行高質(zhì)量的圖像處理算法,普遍應(yīng)用于機器視覺系統(tǒng)中察皇。而普通相機拍攝的圖片茴厉,它的光譜范圍只適合人眼視覺,并且經(jīng)過了MPEG 壓縮什荣,圖像質(zhì)量也較差矾缓;
15: 如何選擇線陣相機?
1.計算分辨率:幅寬除以最小檢測精度得出每行需要的像素稻爬。
2.檢測精度:幅寬除以像素得出實際檢測精度而账。
3.掃描行數(shù):每秒運動速度長度除以精度得出每秒掃描行數(shù)。
根據(jù)以上計算結(jié)果選擇線陣相機舉例如下:
如幅寬為1600 毫米因篇、精度1 毫米泞辐、運動速度22000mm/s 相機:1600/1=1600 像素 最少2000像素,選定為2k 相機 1600/2048=0.8 實際精度22000mm/0.8mm=27.5KHz 應(yīng)選定相機為2048 像素28kHz 相機
16: 線陣相機有哪些特點竞滓?
1.線陣相機使用的線掃描傳感器通常只有一行感光單元(少數(shù)彩色線陣使用三行感光單元的傳感器)
2.線陣相機每次只采集一行圖像咐吼;
3.線陣相機每次只輸出一行圖像;
4.與傳統(tǒng)的面陣相機相比商佑,面陣掃描每次采集若干行的圖像并以幀方式輸出锯茄。
17:為什么要在機器視覺檢測中使用線陣相機?
1.線陣相機有更高的分辨率茶没;線陣相機每行像素一般為1024肌幽,2048捺僻,4096周霉,8012;而一般的面陣相機僅為640温技,768笛求,1280廊移,大于2048的面陣很少見糕簿。
2.線陣相機的采集速度更快;不同型號的線陣相機采集速度從每秒5000 行-60000 行不等狡孔,用戶可以選擇沒幾行或者每十幾行即構(gòu)成一幀圖像進行處理一次懂诗,因此可以達到很高的幀率。
3.線陣相機可以不間斷的連續(xù)采集和處理苗膝;線陣相機可以對直線運動的物體(直線導(dǎo)軌殃恒,滾筒上的紙張,織物辱揭,印刷品芋类,傳送帶上的物體等)進行連續(xù)采集。
4.線陣相機有更簡單合理的構(gòu)造界阁。與面陣相機相比,線陣相機不會浪費分辨率采集到無用數(shù)據(jù)胖喳。
18:什么是智能工業(yè)相機泡躯?
智能工業(yè)相機并不是一臺簡單的相機,而是一種高度集成化的微小型機器視覺系統(tǒng)丽焊。它將圖像的采集较剃、處理與通信功能集成于單一相機內(nèi),從而提供了具有多功能技健、模塊化写穴、高可靠性、易于實現(xiàn)的機器視覺解決方案雌贱。智能工業(yè)相機一般由圖像采集單元啊送、圖像處理單元、圖像處理軟件欣孤、網(wǎng)絡(luò)通信裝置等構(gòu)成馋没。由于應(yīng)用了最新的DSP、FPGA 及大容量存儲技術(shù)降传,其智能化程度不斷提高篷朵,可滿足多種機器視覺的應(yīng)用需求。
19: CCD 芯片與CMOS 芯片的主要參數(shù)有哪些婆排?
在機器視覺中主要采用的兩類光電傳感芯片分別為CCD 芯片和CMOS 芯片声旺,CCD 是ChargeCoupled Device(電荷耦合器件)的縮寫,CMOS 是Complementary Metal-Oxide-Semiconductor Transistor(互補金屬氧化物半導(dǎo)體)的縮寫段只。無論是CCD 還是CMOS腮猖,他們的作用都是通過光電效應(yīng)將光信號轉(zhuǎn)換成電信號(電壓/電流),進行存儲以獲得圖像赞枕。CCD 芯片與CMOS 芯片的主要參數(shù)有:
- 像元尺寸
像元尺寸指芯片像元陣列上每個像元的實際物理尺寸缚够,通常的尺寸包括14um,10um,9um , 7um ,6.45um ,3.75um 等幔妨。像元尺寸從某種程度上反映了芯片的對光的響應(yīng)能力,像元尺寸越大谍椅,能夠接收到的光子數(shù)量越多误堡,在同樣的光照條件和曝光時間內(nèi)產(chǎn)生的電荷數(shù)量越多。對于弱光成像而言雏吭,像元尺寸是芯片靈敏度的一種表征锁施。
- 靈敏度
靈敏度是芯片的重要參數(shù)之一,它具有兩種物理意義杖们。一種指光器件的光電轉(zhuǎn)換能力悉抵,與響應(yīng)率的意義相同。即芯片的靈敏度指在一定光譜范圍內(nèi)摘完,單位曝光量的輸出信號電壓(電流)姥饰,單位可以為納安/勒克斯nA/Lux、伏/瓦(V/W)孝治、伏/勒克斯(V/Lux)列粪、伏/流明(V/lm)。另一種是指器件所能傳感的對地輻射功率(或照度)谈飒,與探測率的意義相同岂座,。單位可用瓦(W)或勒克斯(Lux)表示杭措。
- 壞點數(shù)
由于受到制造工藝的限制费什,對于有幾百萬像素點的傳感器而言,所有的像元都是好的情況幾乎不太可能手素,壞點數(shù)是指芯片中壞點(不能有效成像的像元或相應(yīng)不一致性大于參數(shù)允許范圍的像元)的數(shù)量鸳址,換點數(shù)是衡量芯片質(zhì)量的重要參數(shù)。
- 光譜響應(yīng)
光譜響應(yīng)是指芯片對于不同光波長光線的響應(yīng)能力泉懦,通常用光譜響應(yīng)曲線給出氯质。
20:線陣相機與面陣相機的區(qū)別在哪里?
線陣CCD 工業(yè)相機主要應(yīng)用于工業(yè)祠斧、醫(yī)療闻察、科研與安全領(lǐng)域的圖象處理。在機器視覺領(lǐng)域中琢锋,線陣工業(yè)相機是一類特殊的視覺機器辕漂。與面陣工業(yè)相機相比,它的傳感器只有一行感光元素吴超,因此使高掃描頻率和高分辨率成為可能钉嘹。線陣工業(yè)相機的典型應(yīng)用領(lǐng)域是檢測連續(xù)的材料,例如金屬鲸阻、塑料跋涣、紙和纖維等缨睡。被檢測的物體通常勻速運動 , 利用一臺或多臺工業(yè)相機對其逐行連續(xù)掃描 , 以達到對其整個表面均勻檢測〕氯瑁可以對其圖像逐行進行處理 , 或者對由多行組成的面陣圖像進行處理奖年。另外線陣工業(yè)相機非常適合測量場合,這要歸功于傳感器的高分辨率 , 它可以準確測量到微米沛贪。
對于面陣CCD 來說陋守,應(yīng)用面較廣,如面積利赋、形狀水评、尺寸、位置媚送,甚至溫度等的測量中燥。面陣CCD 的優(yōu)點是可以獲取二維圖像信息,測量圖像直觀塘偎。缺點是像元總數(shù)多疗涉,而每行的像元數(shù)一般較線陣少,幀幅率受到限制式塌,而線陣CCD 的優(yōu)點是一維像元數(shù)可以做得很多,而總像元數(shù)角較面陣CCD 工業(yè)相機少友浸,而且像元尺寸比較靈活峰尝,幀幅數(shù)高,特別適用于一維動態(tài)目標的測量收恢。
21:線陣相機是如何定義的武学?
線陣工業(yè)相機,機顧名思義是呈“線”狀的伦意。雖然也是二維圖像火窒,但極長,幾K 的長度驮肉,而寬度卻只有幾個像素的而已熏矿。一般上只在兩種情況下使用這種相機:
1、被測視野為細長的帶狀离钝,多用于滾筒上檢測的問題票编。
2、需要極大的視野或極高的精度卵渴。
22:選擇工業(yè)相機的一般步驟是什么慧域?
第一步,首先需要知道系統(tǒng)精度要求和工業(yè)相機分辨率浪读;
第二步昔榴,需要知道系統(tǒng)速度要求與工業(yè)相機成像速度辛藻;
第三步,需要將工業(yè)相機與圖像采集卡一并考慮互订,因為這涉及到兩者的匹配吱肌;
第四步,價格的比較屁奏。
23:如何用機器視覺系統(tǒng)要求的精度來計算出需要選用相機的分辨率(像素)岩榆?
知道實際檢測精度來反推該選用多大像素的工業(yè)相機可以通過公式來計算得出:X 方向系統(tǒng)精度(X 方向像素值)=視野范圍(X 方向)/CCD 芯片像素數(shù)量( X 方向);Y 方向系統(tǒng)精度(Y 方向像素值)=視野范圍(Y方向)/CCD 芯片像素數(shù)量( Y 方向)來獲得坟瓢。當(dāng)然理論像素值的得出勇边,要由系統(tǒng)精度及亞像素方法綜合考慮;
24:如何根據(jù)實際要求的檢測速度來推導(dǎo)出該選用什么速度的工業(yè)相機折联?
系統(tǒng)單次運行速度=系統(tǒng)成像(包括傳輸)速度+系統(tǒng)檢測速度粒褒,雖然系統(tǒng)成像(包括傳輸)速度可以根據(jù)工業(yè)相機異步觸發(fā)功能、快門速度等進行理論計算诚镰,最好的方法還是通過軟件進行實際測試奕坟;
25:工業(yè)相機需要與圖像采集卡匹配哪些才能正常使用?
工業(yè)相機需要與圖像采集卡匹配好才能正常使用清笨,一般需要匹配以下幾個:
a月杉、視頻信號的匹配,對于黑白模擬信號相機來說有兩種格式抠艾,CCIR和RS170(EIA)苛萎,通常采集卡都同時支持這兩種工業(yè)相機;
b检号、分辨率的匹配腌歉,每款板卡都只支持某一分辨率范圍內(nèi)的相機;
c齐苛、特殊功能的匹配翘盖,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凹蜂,比如馍驯,要多部相機同時拍照,這個采集卡就必須支持多通道玛痊,如果相機是逐行掃描的泥彤,那么采集卡就必須支持逐行掃描;
d卿啡、接口的匹配吟吝,確定相機與板卡的接口是否相匹配。如CameraLink颈娜、Firewire1394 等剑逃。
26:USB 接口的工業(yè)相機與1394 接口工業(yè)相機的區(qū)別在哪里浙宜?
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(xié)議規(guī)范:1394 設(shè)備相關(guān)工業(yè)規(guī)范協(xié)議有50 多種,涉及到從攝像機蛹磺、工業(yè)相機粟瞬、等設(shè)備。各廠家的1394 工業(yè)相機大都遵循DCAM 工業(yè)規(guī)范萤捆。而USB 工業(yè)相機的接口是近期從商業(yè)PC 應(yīng)用中發(fā)展起來的商業(yè)規(guī)范裙品。
b)供電方式:1394 工業(yè)相機操作電壓為8 到30VDC,USB 工業(yè)相機工作電壓是5VDC俗或。從供電范圍角度看市怎,1394接口符合工業(yè)領(lǐng)域單獨設(shè)備的直流供電要求,比如12VDC 或24VDC辛慰;而USB 接口采用電子線路TTL 標準電壓供電区匠,一般做設(shè)備內(nèi)部供電使用。
c)操作系統(tǒng)配合:1394 接口工業(yè)相機在系統(tǒng)重新啟動后能夠保持原先的地址不變帅腌,而USB 接口工業(yè)相機每次啟動后都需要系統(tǒng)重新分配地址的驰弄。
d)數(shù)據(jù)傳輸:1394 接口在處理多臺工業(yè)相機的數(shù)據(jù)傳輸時,有著先天的優(yōu)勢速客。從發(fā)展背景來看戚篙,USB 接口是承接RS232 接口的新一代高速數(shù)據(jù)傳輸接口,而1394 接口的工業(yè)相機是作為替代SCSI 和PCI 總線的而設(shè)計的溺职。
27:智能工業(yè)相機與一般工業(yè)相機區(qū)別在哪里岔擂?
智能相機與工業(yè)相機區(qū)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(tǒng)辅愿;而工業(yè)相機是機器視覺系統(tǒng)的組成部分之一智亮。
28:智能工業(yè)相機中圖像采集單元的主要功能是什么忆某?
在智能相機中点待,圖像采集單元相當(dāng)于普通意義上的CCD/CMOS 相機和圖像采集卡。它將光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換為模擬/數(shù)字圖像弃舒,并輸出至圖像處理單元癞埠。
29:智能工業(yè)相機中圖像處理單元起什么作用
在智能工業(yè)相機中,圖像處理單元類似于圖像采集聋呢、處理卡苗踪。它可對圖像采集單元的圖像數(shù)據(jù)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削锰。
30:智能工業(yè)相機中圖像處理軟件的主要作用是什么通铲?
圖像處理軟件主要在圖像處理單元硬件環(huán)境的支持下,完成圖像處理功能器贩。如幾何邊緣的提取颅夺、Blob朋截、灰度直方圖、OCV/OVR吧黄、簡單的定位和搜索等部服。在智能相機中,以上算法都封裝成固定的模塊拗慨,用戶可直接應(yīng)用而無需編程廓八。
31:智能工業(yè)相機中網(wǎng)絡(luò)通信裝置起什么作用?
網(wǎng)絡(luò)通信裝置是智能相機的重要組成部分赵抢,主要完成控制信息剧蹂、圖像數(shù)據(jù)的通信任務(wù)。智能相機一般均內(nèi)置以太網(wǎng)通信裝置昌讲,并支持多種標準網(wǎng)絡(luò)和總線協(xié)議国夜,從而使多臺智能相機構(gòu)成更大的機器視覺系統(tǒng)。
32:從那幾個方面來比較工業(yè)相機的幾種接口短绸?
以下是工業(yè)相機幾種接口的比較:
33:選擇工業(yè)相機時應(yīng)注意什么车吹?
1、根據(jù)應(yīng)用的不同來決定是需要選用CCD 還是CMOS 相機CCD 工業(yè)相機主要應(yīng)用在運動物體的圖像提取醋闭,如貼片機窄驹,當(dāng)然隨著CMOS 技術(shù)的發(fā)展,許多貼片機也在選用CMOS 工業(yè)相機证逻。用在視覺自動檢查的方案或行業(yè)中一般用CCD 工業(yè)相機比較多乐埠。 CMOS 工業(yè)相機由成本低,功耗低也應(yīng)用越來越廣泛囚企。
2丈咐、分辨率的選擇,首先考慮待觀察或待測量物體的精度龙宏,根據(jù)精度選擇分辨率棵逊。其次看工業(yè)相機的輸出,若是體式觀察或機器軟件分析識別银酗,分辨率高是有幫助的辆影;若是VGA 輸出或USB輸出,在顯示器上觀察黍特,則還依賴于顯示器的分辨率蛙讥,工業(yè)相機的分辨率再高,顯示器分辨率不夠灭衷,也是沒有意義的次慢;利用存儲卡或拍照功能,工業(yè)相機的分辨率高也是有幫助的。
3迫像、與鏡頭的匹配拭抬,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(zhuǎn)接口)侵蒙;
4造虎、相機幀數(shù)選擇,當(dāng)被測物體有運動要求時纷闺,要選擇幀數(shù)高的工業(yè)相機算凿。但一般來說分辨率越高,幀數(shù)越低犁功;
34:如何設(shè)置工業(yè)相機中的“自動增益控制”功能氓轰?
工業(yè)相機內(nèi)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,其放大即增益浸卦,等效于有較高的靈敏度署鸡,然而在亮光照的環(huán)境下放大器將過載,使視頻信號畸變限嫌。當(dāng)開關(guān)在 ON 時靴庆,在低亮度條件下完全打開鏡頭光圈,自動增加增益以獲得清晰的圖像怒医。開關(guān)在 OFF時炉抒,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稚叹?
在選購及使用圖像采集卡時焰薄,需要考慮的兩個關(guān)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扒袖,一塊復(fù)雜具有更多器件的卡會比器件較少的卡耗散更多的熱量塞茅。好的設(shè)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(shù)量,而達到更高的功能季率。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野瘦。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(chǎn)生很強的電涌蚀同,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(yè)環(huán)境電磁干擾會產(chǎn)生的高壓擊穿缅刽。選擇采集卡的同時還必須考慮此視覺系統(tǒng)要選用的軟件與采集卡是否兼容啊掏,是否使用方便蠢络,其軟件是否要求付費等。
36:高速工業(yè)相機與一般工業(yè)相機相比有哪些優(yōu)勢迟蜜?
高速實時無壓縮圖像記錄刹孔,實時顯示,設(shè)定速度回顯;
系統(tǒng)采用直接將數(shù)據(jù)寫入硬盤的記錄方式髓霞,解決了傳統(tǒng)內(nèi)存記錄方式記錄時間短的問題卦睹,同時解決了傳統(tǒng)采集;
系統(tǒng)傳輸速度受PCI 總線帶寬限制的問題方库;
保證100%不丟幀结序,解決了傳統(tǒng)內(nèi)存記錄方式易丟幀、缺乏斷電保護等問題纵潦;
系統(tǒng)獨立工作徐鹤,幾乎不占用計算機資源,可靠性高邀层;
一套系統(tǒng)中可支持多塊板卡和相機返敬,同時對多個目標進行跟蹤記錄;
支持多種外部信號的疊加融合寥院;
支持多種圖像格式劲赠,有多種軟硬件外觸發(fā)功能;
軟件接口簡單秸谢,便于二次開發(fā)和實時處理凛澎。
37:紅外相機有哪些類別?
紅外相機主要近紅外相機估蹄、短波紅外相機预厌、高速紅外相機、中波紅外系列相機元媚、基于DSP長波紅外系列相機有下幾類轧叽;
38:如何來提高工業(yè)相機的靈敏度?
工業(yè)相機的靈敏度是可以通過設(shè)置工業(yè)相機的以下功能來實現(xiàn)的:
39:工業(yè)相機的白平衡是什么刊棕?
白平衡(White Balance)是彩色相機中采用的技術(shù)炭晒,白平衡是對紅、綠甥角、藍三個分量的平衡网严,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嗤无,從而會差生圖像在色彩上的失真震束,偏藍或者偏紅,因此需要白平衡來還原圖像的色彩当犯。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垢村,此外還可以通過軟件實現(xiàn)白平衡。
40:如何提高相機感光均勻性嚎卫?
41:如何提高圖像的信噪比嘉栓?
信噪比SNR(Signal to NoiseRatio)反應(yīng)相機成像的抗干擾能力,反應(yīng)在畫質(zhì)上就是畫面是否干凈無噪點。以下技術(shù)可提高圖像的信噪比使采集的圖像更清晰干凈侵佃。
42:如何提高工業(yè)相機的動態(tài)范圍麻昼?
相機動態(tài)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最暗的陰影這樣大的范圍亮度,以下技術(shù)可以提高相機動態(tài)范圍馋辈。
43:如何通過調(diào)整工業(yè)相機來提高圖像質(zhì)量抚芦?
在機器視覺系統(tǒng)中,相機需要采集圖像迈螟,有時候采集的圖像質(zhì)量一般燕垃,這就需要我們通過調(diào)整工業(yè)相機的一些功能參數(shù)來提高圖像質(zhì)量,以下技術(shù)可提高圖像質(zhì)量井联。
44:工業(yè)相機的機械快門與電子快門有什么區(qū)別卜壕?
機械快門:用彈簧或是電磁手段,控制幾片葉片的開閉烙常,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”成像像場窗口轴捎,讓窗口獲得指定時間長短的“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 控制快門曝光蚕脏,被稱為電子快門侦副。利用了CCD/CMOS 不通電不工作的原理,在CCD 不通電的情況下驼鞭,盡管窗口“大敞開”秦驯,但是并不能產(chǎn)生圖像。如果在按下快門鈕時挣棕,使用電子時間電路译隘,使CCD/CMOS 只通電“一個指定的時間長短”,就也能獲得像有快門“瞬間打開”一樣的效果洛心。
一般而言固耘,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词身。電子快門比純機械快門更精確厅目,性能更高(最短曝光時間可以更短等等),可靠性更高法严,壽命更長损敷。
45:數(shù)字工業(yè)相機與模擬工業(yè)相機的區(qū)別是什么?
從概念上來講深啤,這兩種相機只在輸出信號上有區(qū)別拗馒,模擬工業(yè)相機輸出的是模擬信號,數(shù)字工業(yè)相機輸出的是數(shù)字信號墓塌。也就是說模擬工業(yè)相機的A/D 轉(zhuǎn)換是在工業(yè)相機之外進行的瘟忱,數(shù)字工業(yè)相機的A/D 轉(zhuǎn)換是在工業(yè)相機內(nèi)完成的。
46:如何來保養(yǎng)工業(yè)相機苫幢?
1.盡量避免將攝像頭直接指向陽光访诱,以免損害攝像頭的圖像感應(yīng)器件;
2.避免將攝像頭和油韩肝、蒸汽触菜、水汽、濕氣和灰塵等物質(zhì)接觸哀峻,避免和水直接接觸涡相;
3.不要使用刺激的清潔劑或者有機溶劑擦拭攝像頭;
4.不要拉扯和扭轉(zhuǎn)連接線剩蟀;
5.非必要情況下催蝗,自己不要隨意拆卸攝像頭,試圖碰觸其內(nèi)部零件育特,這容易對攝像頭造成損傷丙号,認為損傷經(jīng)銷商是不保修的;
6.倉儲時缰冤,應(yīng)當(dāng)將攝像頭存放到干凈犬缨、干燥的地方。
47:什么是圖像采集卡棉浸?
圖像采集卡又稱為圖像卡怀薛,它將相機的圖像視頻信號,以幀為單位傳送到計算機的內(nèi)存和VGA幀存迷郑,供計算機處理枝恋,存儲,顯示和傳輸?shù)仁褂梦撕ΑT跈C器視覺系統(tǒng)中鼓择,圖像采集卡采集到的圖像供處理器做出工件是否合格、運動物體的運動偏差量就漾、缺陷所在位置等的處理呐能。
48:圖像采集卡都有哪些類別?
- 根據(jù)輸入信號可分為模擬圖像采集卡和數(shù)字圖像采集卡抑堡;
2.根據(jù)采集信號顏色可分為黑白圖像采集卡和彩色圖像采集卡摆出;
49:分辨率和像素的關(guān)系?
分辨率和像素是成正比的首妖,像素越大偎漫,分辨率越高账月。像素越高遇伞,最大輸出的影像分辨率也越高。
50:工業(yè)相機的CCD/CMOS 芯片尺寸與圖像尺寸的關(guān)系藕溅?
工業(yè)相機中的CCD/CMOS 芯片尺寸與圖像尺寸關(guān)系表如下: