工业相机的选择

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Update time : 2024-09-15

工业相机和工业镜头是机器视觉系统的重要组成部分,合适的相机和镜头决定了系统的最终效果。


下面我们将介绍如何选择合适的工业相机,工业镜头的选择将单独讨论。如果有任何错误,请随时沟通并纠正。



1.根据测试的精度要求和拍摄视野选择相机的分辨率



分辨率测试卡1.jpg


如果你正在进行尺寸测量,那么这个精度就是你的测量精度。

如果您正在进行缺陷识别,则此精度是您需要检测的最小缺陷尺寸。拍摄视野是被测物体出现的范围。

例如,我们需要测量放置在传送带上的工件的尺寸,测量精度要求为0.1mm。工件尺寸为50mm*50mm。输送带的宽度为68mm。

根据这些条件,我们可以确定测试精度为0.1mm。拍摄视野的窄边应为68mm。而不是50mm*50mm。因为工件是随机放置在传送带上的。

相机的传感器通常为4:3,因此拍摄的最小视场为90mm*68mm。

因此,相机的最小分辨率应至少为:(90/0.1)*(68/0.1)=900*680,这对于相机来说大约是610000像素。

也就是说,一个像素对应一个检测精度。

因此,需要最低分辨率至少为610000像素的相机。

在实际应用中,如果一个像素对应一个精度,这是对软件算法能力的一个相当大的考验,系统也极其不稳定。

最好取与一个精度单位对应的2到3个像素。这至少需要61*2,即122万像素,市场上很少能找到122万像素的相机。

因此,我们选择了市场上常见的130万像素。


2、根据被测物体是否移动来选择相机的快门模式

    全局快门:整个场景同时曝光,适合捕捉运动物体。

    滚动快门:传感器逐行扫描并曝光每个像素,直到所有像素都曝光,使其适用于捕捉静止物体。

全局快门与卷帘快门.GIF

全局快门与卷帘快门.png


3、根据被拍摄对象的运动速度确定相机的帧率

运动速度/视野=最小帧速率示例:继续上述示例,如果传送带的运动速度为每秒1.7米。根据该公式,25FPS或更高的帧速率就足够了。


运动流水线.gif


4. 选择相机的图像颜色


建议为所有与颜色相关的检查选择彩色相机,但颜色识别和颜色缺陷检测除外。

因为对于相同分辨率的图像,黑白图像的检测精度优于彩色相机。

黑白相机比彩色相机具有更好的对比度和清晰度。一些黑白相机可以直接输出灰度图像,可以直接用于计算处理。


5. 选择摄像头的传感器


 目标表面的大小将直接影响拍摄视野的大小。在某些工作距离有限的情况下,有必要通过结合焦距和工作距离来选择相机传感器目标。

 在相同的焦距和工作距离下,传感器目标越大,视场越大。


6. 根据帧率、传输距离和经济性选择相机接口


目前市场上常用的相机接口有USB 2.0、USB 3.0和GIGE千兆以太网接口。

USB2.0的理论带宽为450Mb/s,传输距离为5m。USB3.0的理论带宽为5Gb/s,传输距离为5m。

GIGE千兆网络接口的理论带宽为1Gb/s,传输距离为100m。

例如,按照上述示例,客户选择了分辨率为130万像素、25FPS或更高的相机。

由于是传送带,客户允许将电脑放置在生产线上距离摄像头5米以内的地方。因此,带宽只需要260Mb/s左右。

考虑到这些因素,我们选择了USB 2.0 130万像素的摄像头。


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