机器视觉--工业相机
机器视觉系统3D工业相机介绍
机器视觉系统3D工业相机介绍工业相机，选择TEO。
机器视觉系统3D工业相机介绍3D立体视觉的研究将具有重要的应用价值，其也是计算机视觉研究领域的重要课题之一。
立体视觉系统能够对视场范围内的标靶进行自动识别定位，可在复杂的背景环境下实现系统的现场标定。
通过对运动体上特征点的识别定位并对数据进行分析进一步获取运动体的位置三维坐标、姿态、特征点之间的相对距离。
随着各项研究的深入，其应用也必将越来越广泛，为行业的发展提供强大的技术支持。
目前3D机器视觉大多用于水果和蔬菜、木材、化妆品、烘焙食品、电子组件和医药产品的评级。
它可以提高合格产品的生产能力，在生产过程的早期就报废劣质产品，从而减少了浪费节约成本。
这种功能非常适合用于高度、形状、数量甚至色彩等产品属性的成像。
大多数彩色摄像头都由单个采用彩色滤波器阵列或马赛克的传感器组成，这种马赛克一般由以特定模式覆盖在传感器像素上的红、蓝、绿(RGB)三色的光学滤波器组成。
然后马赛克通过将原始传感器数据转换成每个像素的RGB值进行解码，更高速度和更高性能的微处理器的出现催生了各种新型机器视觉应用。
其中，三维摄像头技术可以在生产期间测量物体的形状和色彩，这有助于提高产品质量，降低生产成本。
增加色彩功能进一步增加了质量和成本控制优势，就像人眼一样，机器视觉摄像头所感知的待查产品色彩是有差别的，这取决于照明光源、图像传感器类型及其镜头。
大多数机器视觉系统都提供灰度级产品图像分析，但在某些情况下，彩色机器视觉软件需要精确地检测产品图像的形状和轮廓。
现在，机器视觉设计人员正专注于开发各种用于实现比色法、更好的色度和亮度分解以及彩色马赛克解码的独立于硬件的算法。
3D立体视觉与人眼立体视觉相比，具有不可替代的优点，如精度高、扩展能力强大，连续工作时间长、不易损坏、保密性好、没有培训成本、结果易于保存和复制等优点，因此三D立体视觉技术的应用领域已经越来越广泛。
工业相机的基础知识
工业相机的基础知识一、概述工业相机（Industrial Camera）又称机器视觉相机（Machine Vision Camera），是一种特殊用途的相机，主要应用于工业生产过程中的自动化视觉检测和控制领域。
相比于普通的消费级相机，工业相机具有更高的精度、更快的速度和更强的稳定性，可以满足工业领域对于快速、精确、长时间运行的要求。
二、工业相机的构成1.图像传感器（Image Sensor）图像传感器是工业相机最关键的部件之一，它负责将光学成像转化为电信号。
常用的图像传感器包括CCD（Charge-Coupled Device）和CMOS（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor）两种。
CCD传感器具有高灵敏度、低噪声和高动态范围等优点，适用于对图像质量要求较高的应用；而CMOS传感器具有低功耗、低成本和集成度高等优点，适用于对成本和集成度有要求的应用。
2.图像采集板（Image Capture Board）图像采集板是工业相机与计算机之间的桥梁，它负责将图像传感器采集到的图像数据通过传输介质（如USB、GigE、CameraLink等）传输到计算机上进行处理。
图像采集板通常包含了图像采集芯片、接口和一些额外的硬件模块，以实现图像数据的传输和处理功能。
3.镜头（Lens）镜头是工业相机光学系统中的一个关键组件，它负责将目标物体的光学信息聚焦到图像传感器上。
根据应用需求的不同，可以选择不同类型的镜头，包括定焦镜头、变焦镜头和特殊用途镜头等。
定焦镜头适用于需要固定焦距的应用；变焦镜头可以根据需要调整焦距，适用于视野范围变化较大的应用；特殊用途镜头（如鱼眼镜头、微观镜头等）则适用于特殊的视觉应用。
4.光源（Light Source）光源是工业相机成像的必备条件之一，它提供了待检测物体的照明条件。
常用的光源有白光、红外光、激光等，根据不同的应用需求选择合适的光源类型和亮度。
【机器视觉】工业相机的主要参数
【机器视觉】工业相机的主要参数工业相机概述工业相机是系统中的一个关键组件，其最本质的功能就是将光信号改变成为有序的电信号。
挑选合适的相机也是机器视觉系统设计中的重要环节，相机的不仅是挺直打算所采集到的图像辨别率、图像质量等，同时也与囫囵系统的运行模式挺直相关。
主要参数1.辨别率（Resolution）：相机每次采集图像的像素点数（Pixels），对于数字相机机普通是挺直与光电的像元数对应的，对于模拟相机机则是取决于视频制式，PAL制为768*576，NTSC制为640*480。
2.像素深度（PixelDepth）：即每像素数据的位数，普通常用的是8Bit，对于数字相机机普通还会有10Bit、12Bit等。
3.最大帧率（FrameRate）/行频（LineRate）：相机机采集传输图像的速率，对于面阵相机机普通为每秒采集的帧数（Frames/Sec.），对于线阵相机机为每秒采集的行数（Hz）。
4.曝光方式（Exposure）和快门速度（Shutter）：对于线阵相机机都是逐行曝光的方式，可以挑选固定行频和外触发同步的采集方式，曝光时光可以与行周期全都，也可以设定一个固定的时光；面阵相机机有帧曝光、场曝光和滚动行曝光等几种常见方式，数字相机机普通都提供外触发采图的功能。
快门速度普通可到10微秒，高速相机机还可以更快。
5.像元尺寸（PixelSize）：像元大小和像元数（辨别率）共同打算了相机机靶面的大小。
目前数字相机机像元尺寸普通为3μm-10μm，普通像元尺寸越小，创造难度越大，图像质量也越不简单提高。
6.光谱响应特性（SpectralRange）：是指该像元传感器对不同光波的敏感特性，普通响应范围是350nm－1000nm，一些相机机在靶面前加了一个滤镜，滤除光芒，假如系统需要对红外感光时可去掉该滤镜。
第1页共1页。
机器视觉之机器视觉中使用工业镜头的计算方式
机器视觉中使用工业镜头的计算方式1、WD 物距工作距离（Work Distance，WD）。
2、FOV 视场视野（Field of View，FOV）3、DOV 景深（Depth of Field）。
4、Ho:视野的高度5、Hi:摄像机有效成像面的高度（Hi来代表传感器像面的大小）6、PMAG:镜头的放大倍数7、f:镜头的焦距8、LE:镜头像平面的扩充距离相机和镜头的选择技巧1、相机的主要参数:感光面积SS（Sensor Size）2、镜头的主要参数:焦距FL（Focal Length）最小物距Dmin（minimum Focal Distance）3、其他参数:视野FOV（Field of View）像素pixelFOVmin=SS（Dmin/FL）如:SS=6.4mm，Dmin=8in，FL=12mm pixel=640*480则:FOVmin=6.4（8/12）=4.23mm 4.23/640=0.007mm 如果精度要求为0.01mm，1pixels=0.007mm<0.01mm 结论:可以达到设想的精度光学镜头的放大率放大率光学放大率影响大小相对于物体的放大率β=y’/y=b/a=NA/NA’=CCD相机元素尺寸/视场实际尺寸电子放大率电子放大率是用相机拍照成像在CCD上的像呈现在显示器的放大倍数显示器放大率显示器放大率是被拍物体通过镜头成像显示在显示器上的放大倍数显示器放大率＝（光学放大率）×（电子放大率）例子:光学放大率＝0. 2X, CCD大小1/2（对角线长8mm）,显示器14〃电子放大率＝14×25.4/8＝44.45（倍）显示器放大率＝0.2×44.45＝8.89（倍）（1寸＝25.4mm）视场视场是镜头与CCD相机连接时物体可被看见的范围大小视场的大小是:（CCD格式大小）/（光学放大率）例子:光学放大率＝0.2X，CCD1/2〃（4.8mm长，6.4mm宽）视场大小 :长＝4.8/0.2＝24（mm）宽＝6.4/0.2＝32（mm）。
工业相机的作用和用途
工业相机的作用和用途
工业相机是机器视觉系统中的关键组件之一，它的作用是将通过镜头聚焦的图像转换为数字信号，并将其传输给专用的图像处理软件。
与普通相机相比，工业相机具有更高的图像稳定性、传输能力和抗干扰能力。
以下是工业相机的主要作用和用途：
1. 质量检测：工业相机可用于检测产品缺陷，如划痕、破损、尺寸误差等，确保产品质量符合标准。
2. 测量与计量：通过精确的图像分析，工业相机能够进行尺寸测量、形状识别等，用于精密制造和计量领域。
3. 定位与导航：在自动化装配、搬运和分拣过程中，工业相机提供实时图像反馈，帮助机器人或自动化设备准确定位。
4. 识别与追踪：工业相机可以识别条码、二维码、RFID等标识，用于物流追踪、生产管理等。
5. 监控与安防：在安全监控领域，工业相机提供高清晰度的视频监控，增强安全防范能力。
6. 工艺控制：在生产过程中，工业相机可以监控工艺流程，如焊接、切割、涂装等，确保工艺质量。
7. 科研与开发：在科学实验和研究开发中，工业相机用于捕捉高速运动的物体或微观世界的图像，为分析和研究提供数据支持。
机器视觉中用工业镜头与工业相机CCD选型指导手册道
机器视觉中用工业镜头与工业相机CCD选型指导手册道镜头的参数指标光学镜头一般称为摄像镜头或摄影镜头，简称镜头，其功能就是光学成像。
在机器视觉系统中，镜头的主要作用是将成像目标聚焦在图像传感器的光敏面上。
镜头的质量直接影响到机器视觉系统的整体性能;合理选择并安装光学镜头，是机器视觉系统设计的重要环节。
1.镜头的相关参数1焦距焦距是光学镜头的重要参数，通常用 f 来表示。
焦距的大小决定着视场角的大小，焦距数值小，视场角大，所观察的范围也大，但距离远的物体分辨不很清楚;焦距数值大，视场角小，观察范围小，只要焦距选择合适，即便距离很远的物体也可以看得清清楚楚。
由于焦距和视场角是一一对应的，一个确定的焦距就意味着一个确定的视场角，所以在选择镜头焦距时，应该充分考虑是观测细节重要，还是有一个大的观测范围重要，如果要看细节，就选择长焦距镜头;如果看近距离大场面，就选择小焦距的广角镜头。
2光阑系数即光通量，用 F 表示，以镜头焦距 f 和通光孔径 D 的比值来衡量。
每个镜头上都标有最大 F 值，例如6mm/F1.4 代表最大孔径为 4.29 毫米。
光通量与 F 值的平方成反比关系，F 值越小，光通量越大。
镜头上光圈指数序列的标值为 1.4，2，2.8，4，5.6，8，11，16，22 等，其规律是前一个标值时的曝光量正好是后一个标值对应曝光量的 2 倍。
也就是说镜头的通光孔径分别是 1/1.4，1/2，1/2.8，1/4，1/5.6，1/8，1/11，1/16，1/22，前一数值是后一数值的根号 2 倍，因此光圈指数越小，则通光孔径越大，成像靶面上的照度也就越大。
3景深摄影时向某景物调焦，在该景物的前后形成一个清晰区，这个清晰区称为全景深，简称景深。
决定景深的三个基本因素: 光圈光圈大小与景深成反比，光圈越大，景深越小。
焦距焦距长短与景深成反比，焦距越大，景深越小。
物距物距大小与景深成正比，物距越大，景深越大。
机器视觉(1)
第二节 工业相机
一、工业相机的基本概念（1）
传感器的尺寸
图像传感器感光区域的面积大小。这个尺寸直接 决定了整个系统的物理放大率。如：1/3“、1/2” 等。绝大多数模拟相机的传感器的长宽比例是4： 3 (H：V)，数字相机的长宽比例则包括多种：1： 1，16：9，3：2 etc。
机器视觉中的图像采集技术硬件基础知识
机器视觉中的图像采集技术硬件基础知识
第一节 工业镜头
二、镜头的分类（3）
按照用途分
微距镜头（或者成为显微镜头） 用于拍摄较小的目标具有很大的放大比
远心镜头 包括物方远心镜头和像方远心镜头以及双边远心镜头。
机器视觉中的图像采集技术硬件基础知识
第一节 工业镜头
二、镜头的分类（4）
关于远心镜头
远心指的是一种光学的设计模式：系统的出瞳和入瞳的位置 在无限远处。
MTF能够同时表征系统重现物方空间的几何和灰度细 节能力，是衡量成像系统性能的最佳方式。 对于一个实际的成像系统，细节密集地方的对比度要 小于细节稀疏位置的对比度
成像系统中的每个环节都对系统最终的MTF产生影像， 包括滤色片，镜头，图像传感器，后期处理电路等等。
机器视觉中的图像采集技术硬件基础知识
实际焦距×43mm 镜头成像圆的直径
机器视觉中的图像采集技术硬件基础知识
第一节 工业镜头
二、镜头的分类（2）
按照功能分
变焦距镜头 镜头的焦距可以调节，镜头的视角，视野可变
定焦距镜头 镜头的焦距不能调节，镜头视角固定。聚焦位置和光圈可以 调节
定光圈镜头 光圈不能调节，通常情况下聚焦也不能调节。
美制 RS – 170 Norm
欧制 CCIR - Norm
640 480 480
basler工业相机的使用方法
basler工业相机的使用方法
Basler工业相机是一种高性能的工业相机，通常用于机器视觉、自动化和工业应用中。
它们具有高分辨率、快速图像采集和稳定的
性能，能够满足工业领域对于精准图像采集和处理的需求。
首先，使用Basler工业相机需要进行以下步骤：
1. 安装相机驱动程序，在使用Basler工业相机之前，需要安
装相应的驱动程序。
这些驱动程序通常可以从Basler官方网站上下
载并安装到计算机上。
2. 连接相机，将Basler工业相机通过合适的接口（如USB、GigE、Camera Link等）连接到计算机上。
确保连接稳定可靠。
3. 配置相机参数，使用Basler提供的相机配置工具，可以对
相机的参数进行配置，如曝光时间、增益、帧率等。
这些参数根据
具体的应用需求进行调整。
4. 软件开发，如果需要在自己的应用程序中使用Basler工业
相机，需要使用Basler提供的SDK（软件开发工具包）进行开发。
SDK通常提供了丰富的接口和示例代码，方便开发者进行图像采集和处理。
5. 图像采集和处理，通过编写相应的程序，可以实现对Basler工业相机的图像采集和处理。
可以使用SDK提供的函数来控制相机的工作模式，采集图像并进行后续的图像处理工作。
总的来说，使用Basler工业相机需要对相机进行驱动安装、连接、参数配置和软件开发等步骤。
同时，根据具体的应用需求，可能还需要对相机进行定制化的配置和开发工作。
希望以上信息能够帮助你更好地了解Basler工业相机的使用方法。
机器视觉镜头的选型和分类方法
机器视觉镜头的选型和分类方法机器视觉镜头是一种设计用于机器视觉系统的镜头，也称为工业相机镜头。
机器视觉系统通常由工业相机、镜头、光源以及图像处理软件等部分组成，用于自动进行图像采集、处理和分析，从而在非接触情况下自动判断工件的质量或完成精确位置的测量，常用于高精度测量、自动化装配、无损检测、瑕疵检测、机器人导航等众多领域。
1.机器视觉镜头选型要考虑哪些？机器视觉镜头在选型时需要综合考虑多种因素，才能找到最适合自己的镜头，以下几个因素是常见的考虑要素：①视场（FOV）和工作距离（WD）。
视场和工作距离决定了你可以看到多大的物体和镜头到物体的距离。
②适配的相机类型和传感器大小。
选择的镜头必须与你的相机接口匹配，并且镜头的像面曲径要大于或等于传感器的对角线距离。
③透射光束入射光束。
需要明确你的应用是否需要低畸变、高解析度、大深度或者大孔径等镜头配置。
④物体尺寸和分辨能力。
你要检测的物品有多大、需要多细的分辨率，这些需要明确，决定你需要多大的视场和多少像素的相机。
⑤环境条件。
如果对环境有特殊的需求，比如防震、防尘或防水等，需要选择能够满足这些需求的镜头。
⑥成本预算。
你能承受的成本是什么样的，这会影响到你最终选择的镜头品牌和型号。
2.机器视觉镜头的分类方法镜头的选型需要考虑多种因素，机器视觉镜头根据不同的标准也可以分为不同的类型：①根据焦距类型，可分为：定焦镜头（焦距固定不可调节）、变焦镜头（焦距可调节，操作灵活）。
②根据光圈类型，可分为：手动光圈镜头（光圈需要手动调节）、自动光圈镜头（镜头能根据环境光线自动调节光圈）。
③根据成像分辨率需求，可分为：标准分辨率镜头（适用于普通监控、质量检验等一般的成像需求）、高分辨率镜头（适用于精密检测、高速成像等对分辨率要求较高的应用）。
④根据传感器尺寸，可分为：小传感器格式镜头（适用于1/4"、1/3"、1/2"等小型传感器）、中传感器格式镜头（适用于2/3"、1"等中型传感器）、大传感器格式镜头（适用于35mm 全画幅或更大尺寸的传感器）。
视觉工业相机与智能相机的区别有哪些？
视觉工业相机与智能相机的区别有哪些？在现代工业中，图像处理和视觉检测显得越来越重要。
随着相机技术的不断改进和普及，市场上出现了不同类型的相机，包括视觉工业相机和智能相机。
那么，这两种相机之间的区别是什么呢？本文将对视觉工业相机和智能相机进行比较和解释。
视觉工业相机视觉工业相机是一种专门为工业应用而设计的相机，它通常用于机器视觉应用程序中，包括工业自动化、生产线检测、机械检测和物体识别等。
视觉工业相机通常具有以下特点：•高分辨率：视觉工业相机通常具有高分辨率，从而能够提供更高质量的图像。
•高速：视觉工业相机通常具有高速捕捉速度，其帧率通常可以达到每秒数百到数千帧。
•稳定性：视觉工业相机通常具有较高的稳定性，能够在不同的环境条件下正常运行。
•可靠性：视觉工业相机通常具有较高的可靠性，一般都能够保持长时间的运行，并且在高温或低温等条件下都能正常工作。
•耐用性：视觉工业相机通常采用金属或硬塑料外壳，能够耐受在工业环境中的粗暴使用和不良天气条件下的使用。
总的来说，视觉工业相机是为了工业特定应用而设计的，具有高性能、高稳定性和高鲁棒性。
智能相机智能相机一般指搭载了人工智能技术的相机，能够自主地处理和分析图像数据，从而做出自动化决策并控制设备。
智能相机一般具有以下特点：•人工智能技术：智能相机采用深度学习、神经网络等人工智能技术，能够自主地分析图像数据并做出决策。
•高灵活性：智能相机具有较高的灵活性，能够根据不同的工业应用场景进行配置和更改。
•低功耗：智能相机通常采用低功耗的设计方案，可在不用插电的情况下运作长时间。
•易于集成：智能相机的设计通常具有较高的可集成性，能够有效地与其他设备或系统集成并协同工作。
，智能相机适用于需要人工智能技术支持的应用场景，具有高灵活性和低功耗等优点。
两者的区别虽然视觉工业相机和智能相机都具有相似的功能，但它们在设计和应用上有着很大的区别，主要有以下几个方面：•设计目的：视觉工业相机的设计目的是为了在工业应用场景下提供高性能、高稳定性和高鲁棒性的图像处理功能，而智能相机的设计目的是为了在各种场景下提供高度灵活的数据处理和决策功能，以及对人工智能技术的支持。
机器视觉培训-工业相机 ppt课件
像素（Pixel =picture+element）
传感器感光面上最小感ppt课光件 单位。
5
第三讲 工业相机
一、工业相机的基本概念（3）
美制 RS – 170 Norm
欧制 CCIR - Norm
640 480 480
760 768 574
分辨率(Resolution)
模拟制式相机的分辨率取决于传感器上像素的数目 以及后期处理电路的质量，数字相机的传分辨率则直接 取决与传感器上像素的数目。
第三讲 工业相机
第二讲 工业相机
内容提要
基本概念 基本结构 成像原理
ppt课件
1
第三讲 工业相机 一、工业相机的基本概念（1）
传感器的尺寸
图像传感器感光区域的面积大小。这个尺寸直接 决定了整个系统的物理放大率。如：1/3“、1/2”等。绝 大多数模拟相机的传感器的长宽比例是4：3 (H：V)， 数字相机的长宽比例则包括多种：1：1，16：9，3：2 etc。
某点的明暗信息。 CCD成象的“溢出”（Blooming）问题：当CCD象素接 收到过多的光子，存储器中所收集的自由电子就会向周
边的象素“溢出”。致使整个区域成象变亮。
ppt课件
16
第三讲 工业相机
三、工业相机的基本原理3
电子快门时间
图像传输时间
单帧图像完整拍照时间
相机拍照时间示意图
电子快门时间可由用户自己设置。但相机传输速率 （Frame rate）是相对固定的。因此，传输速率是相机 的成像速度的“瓶颈”。例：电子快门速度可达1/1000 秒，但成像却只能达到60帧/秒。
Digital Image Processing Module
Image Sensor Lens Mount
机器视觉之工业相机与民用相机的区别
机器视觉之工业相机与民用相机的区别工业相机是机器视觉系统的重要组成部分之一，在机器视觉系统中有着非常重要的作用。
工业相机不管是在功能特点还是在使用性能方面，相比普通相机都有着绝对的优势。
工业相机与民用相机的区别主要体现在以下几个方面：1、工业相机的性能强劲，稳定可靠，易于安装，相机结构紧凑结实不易损坏，连续工作时间长，可在较恶劣的环境下使用，一般的数码相机是做不到这些的。
例如：民用数码相机无法连续长时间工作，无法快速连拍，没有安装孔位，无法固定于机台上；2、工业相机的快门时间可以很短，曝光可以全局曝光，可以抓拍高速运动的物体。
工业相机的快门时间一般可以从1／100000秒～10秒的范围内调整，配合机器视觉光源、及频闪控制器，可以将快门时间设置在微秒级，而全局曝光，可以有效解决拖影等问题。
例如，把名片贴在电风扇扇叶上，以最大速度旋转，设置合适的快门时间，用工业相机抓拍一张图像，仍能够清晰辨别名片上的字体。
用普通的相机来抓拍，是不可能达到同样效果的；3、工业相机的图像传感器是逐行扫描的，而民用相机的图像传感器是隔行扫描的，逐行扫描的图像传感器生产工艺比较复杂，成品率低，出货量少，世界上只有少数公司能够提供这类产品，例如Dalsa、Sony，而且价格昂贵。
4、工业相机的帧率远远高于普通相机。
工业相机根据相机分辨率不同，每秒可以拍摄几张到几百张图片，甚至成千上万张图片，而民用相机只能拍摄几张图像，相差较大。
例如工业相机的30万像素相机，可以轻松做到200帧。
5、工业相机通常输出的是裸数据（rawdata），其光谱范围也往往比较宽，比较适合进行高质量的图像处理算法，例如机器视觉（MachineVision）应用。
而普通相机拍摄的图片，其光谱范围只适合人眼视觉，并且经过了压缩，图像质量较差，不利于分析处理。
6、工业相机相对普通相机来说价格较贵。
主要还是由市场需要来决定的。
工业相机的出货量远不如民用相机，因此成本居高不下是必然的。
工业相机选型知识
工业相机选型知识1.1.1 机器视觉原理机器视觉是利用机器代替人眼进行测量和判断的技术。
机器视觉系统通过图像摄取装置（分为CMOS和CCD两种）将被摄取目标转换成图像信号，并传递给专用的图像处理系统。
该系统根据像素分布、亮度、颜色等信息将图像信号转换成数字化信号，并对这些信号进行各种运算以抽取目标的特征。
最终，根据判别的结果，控制现场设备的动作。
2.1.1 视觉系统组成部分视觉系统主要由以下部分组成：1.照明光源2.镜头3.工业摄像机4.图像采集/处理卡5.图像处理系统6.其它外部设备2.1.1.1 工业摄像机工业摄像机具有高的图像稳定性、高传输能力和高抗干扰能力等优点。
目前市面上的工业相机大多基于CCD或CMOS芯片。
CCD是目前机器视觉最为常用的图像传感器，它集光电转换及电荷存贮、电荷转移、信号读取于一体。
典型的CCD相机由光学镜头、时序及同步信号发生器、垂直驱动器、模拟/数字信号处理电路组成。
CMOS图像传感器的开发最早出现在20世纪70年代初，90年代初期，随着超大规模集成电路(VLSI)制造工艺技术的发展，CMOS图像传感器得到迅速发展。
CMOS图像传感器将光敏元阵列、图像信号放大器、信号读取电路、模数转换电路、图像信号处理器及控制器集成在一块芯片上，还具有局部像素的编程随机访问的优点。
目前，CMOS图像传感器以其良好的集成性、低功耗、高速传输和宽动态范围等特点在高分辨率和高速场合得到了广泛的应用。
要根据应用需要来确定。
一般来说，分辨率越高，图像越清晰，但同时也会增加成本和处理时间。
因此，需要根据具体应用的需求来选择合适的分辨率。
3、根据应用场景来选择相机的输出信号方式。
如果需要进行高质量的图像处理算法，建议选择输出裸数据的工业相机。
如果只是进行一般的图像拍摄，数字相机就可以满足需求。
4、根据应用场景来选择相机的响应频率范围。
如果需要拍摄可见光范围外的图像，需要选择红外或紫外相机。
总之，选择合适的工业相机需要根据具体的应用需求来确定，需要考虑分辨率、输出信号方式、响应频率范围等因素。
工业相机技术答疑(机器视觉入门之摄像头篇)
深圳市科视创科技有限公司
Shenzhen Costrong Technology Co.,Ltd
工业相机的问与答
品质的 CMOS 成像芯片，包括：Micron、 CMOSIS、Cypress 等。 3. 速度 CCD 采用逐个光敏输出，只能按照规定的程序输出，速度较慢。CMOS 有多个电荷-电压转换器和行列开关
帧图像进行处理一次，因此可以达到很高的帧率。 3.线阵相机可以不间断的连续采集和处理； 线阵相机可以对直线运动的物体（直线导轨，滚筒上的纸张，织物，印刷品，传送带上的物体等）进行连
续采集。 4.线阵相机有更简单合理的构造。 与面阵相机相比，线阵相机不会浪费分辨率采集到无用数据。
问：什么是智能工业相机？
问： 工业相机都有哪些接口？ 11
答： 接口是指相机与镜头之间的借口，常用的镜头的借口有 C 口，CS 口，F 口。 问： 工业相机是怎么分类的？
答： 1. 按照芯片结构分类：CCD 相机 & CMOS 相机
12
2. 按照传感器结构分： 面阵相机 & 线阵相机
3. 按照输出模式分类：模拟相机 & 数字相机
拍摄 2-3 幅图像。
4.工业相机输出的是裸数据，它的光谱范围也往往比较宽，比较适合进行高质量的图像处理算法，普遍应用
于机器视觉系统中。而普通相机拍摄的图片，它的光谱范围只适合人眼视觉，并且经过了 MPEG 压缩，图像质量
也较差
问： 如何选择线阵相机？
答： 1.计算分辨率；幅宽除以最小检测精度得出每行需要的像素。
介于 0 和 25 之间的数字代表一定的亮度指标。10bit 数据就有 1024 个灰阶而 12bit 有 4096 个灰阶。每一个应用我 们都要仔细考虑是否需要非常细腻的灰度等级。从 8bit 上升到 10bit 或者 12bit 的确可以增强测量的精度，但是也 同时降低了系统的速度，并且提高了系统集成的难度（线缆增加，尺寸变大），因此我们也要慎重选择。
工业相机标定方法
工业相机标定方法工业相机是用于机器视觉系统的一种高精度成像设备，其中照相机需要对场景进行校准，以确保图像的准确性。
这一过程被称为相机标定。
相机标定是机器视觉应用中最基本和必要的步骤之一，因此它的重要性不言而喻。
相机校准的目的是确定相机的内部参数和外部参数。
内部参数包括焦距、畸变、像素大小等，并且是相机固有属性。
外部参数是相机在空间中的位置和姿态，即相机的位置和方向。
在进行相机标定之前，必须先准备好以下设备和工具：1. 相机：标定之前一定要保证相机没有损坏或变形，这会影响标定的结果。
2. 标定板：在相机标定过程中需要用到一个标准的标定板。
标定板是一个标准的图像，在标定过程中，相机拍摄这个图像，然后根据这个图像计算相机的内外参数。
3. 计算机：标定过程需要使用一台计算机，运行标定程序，并实时显示标定结果。
下面是相机标定的具体步骤：1. 放置标定板：将标定板放置在被测场景中，距离相机足够近，以便相机能够拍摄到全部标定板等信息。
2. 相机调整：在将标定板放好后，需要根据相机拍摄的实际视野来调整相机的参数，包括焦距、曝光时间等，以确保拍摄效果更佳。
3. 拍摄标定图象：设计好标定板的要求，进行标定板的拍摄。
拍摄一系列标定图像（至少10幅），每幅都保持相机角度，距离和镜头等参数相同，仅仅变换标定板的平移和旋转。
4. 制作图样并提取标志：将标定图像逐一输入标定程序，并对相应的角点位置进行提取和保存。
对点的提取可以使用OpenCV中的detectcorner 或calibratedCamera5. 参数计算：根据提取的角点信息，计算相机的内部和外部参数。
使用OpenCV或MATLAB中的CameraCalibration工具箱来计算相机的参数。
6. 校正结果：实时显示相机的结果，并进行调整。
7. 存储结果：将计算出的参数保存到相机固件中，以方便日后的使用。
通过以上步骤，我们可以准确地获得相机的内部和外部参数，保证了机器视觉的应用准确性。
工业相机的原理与应用
工业相机的原理与应用1. 工业相机的原理工业相机是一种使用于工业自动化领域的相机，用于获取高质量的图像并进行图像处理。
其原理如下：•图像传感器：工业相机采用高性能的图像传感器，如CCD（电荷耦合器件）或CMOS（互补金属氧化物半导体）传感器。
这些传感器能够捕捉光线并将其转化为数字信号。
•图像处理芯片：工业相机配备了专门的图像处理芯片，用于对捕捉到的图像进行处理。
这些芯片能够进行图像增强、去噪、色彩校正等操作，以提高图像质量。
•接口和通信：工业相机通常具备标准的数字接口，如GigE Vision、USB3 Vision或Camera Link等。
这些接口可以将相机连接到计算机或其他设备，以传输图像数据和控制信号。
•光学组件：工业相机常配备不同类型的镜头，用于调整图像的视场和焦距。
光学组件的选择取决于应用需求，如需要高分辨率、广角视野或特殊光谱范围等。
2. 工业相机的应用工业相机被广泛应用于多个领域，包括制造业、医疗、军事、自动化等。
以下是一些典型的应用场景：•质量检测：工业相机可用于产品质量检测，如表面缺陷检测、尺寸测量、缺陷分类等。
通过捕捉高分辨率的图像，并结合图像处理算法，可以实现自动化的质量控制。
•物体识别与定位：工业相机可以用于物体的识别和定位。
在物流和仓储领域，工业相机能够准确地捕捉并识别物体的特征，以实现自动化的物品分类和定位。
•自动导航：工业相机可用于导航和定位系统。
在自动化导航车辆和机器人中，工业相机能够捕捉周围环境的图像，帮助车辆或机器人实现自主导航和避障。
•医疗图像处理：工业相机在医疗领域中具有重要应用。
例如，通过工业相机可以获得高清晰度的医学图像，如X射线、CT扫描、核磁共振图像等。
这些图像能够帮助医生进行准确定位和诊断。
•安防监控：工业相机用于安防监控系统，可以实时监测和记录场景中的图像。
通过相机的高分辨率图像获取和处理，可以提供高质量的视频监控，帮助识别和追踪可疑行为。
•机器视觉系统：工业相机是机器视觉系统的关键组成部分。
机器视觉系统中相机的分类
机器视觉系统中相机的分类工业相机作为机器视觉系统中的核心部件，对于机器视觉系统的重要性是不言而喻的。
依据分类的不同，相机又分为许多种。
下面我们来总结一下。
1按芯片技术分类：CCD相机VSCMoS相机芯片主要差异在于将光转换为电信号的方式。
对于CCD传感器，光照耀到像元上，像元产生电荷，电荷通过少量的输出电极传输并转化为电流、缓冲、信号输出。
对于CMC)S传感器，每个像元自己完成电荷到电压的转换，同时产生数字信号。
2按靶面类型分类：面阵相机vs线阵相机相机不仅可以依据传感器技术进行区分，还可以依据传感器架构进行区分。
有两种主要的传感器架构：面扫描和线扫描。
面扫描相机通常用于输出直接在监视器上显示的场合。
线扫描相机用于连续运动物体成像或需要连续的高辨别率成像的场合。
线扫描相机的一个自然的应用是静止画面(WebInSPeCtiOn)中要对连续产品进行成像，比如纺织、纸张、玻璃、钢板等。
同时，线扫描相机同样适用于电子行业的非静止画面检测。
像德国KaPPa相机依据它CCD的规格也会有线阵、面阵之分。
3按输出模式分类：模拟相机vs数字相机依据相机数据输出模式的不同分为模拟相机和数字相机，模拟相机输出模拟信号，数字相机输出数字信号。
模拟相机和数字相机还可以进一步细分，比如德国KaPPa相机按数据接口又包括：USB2.0接口、EE1394a/FireWire.CameraLink接口、千兆以太网接口。
模拟相机分为逐行扫描和隔行扫描两种，隔行扫描相机又包含EIA、NTSC›CeIR、PAL等标准制式。
有关接口技术的具体介绍请参考采集卡及采集技术部分。
4彩色相机vs黑白相机黑白相机直接将光强信号转换成图像灰度值，生成的是灰度图像；彩色相机能获得景物中红、绿、蓝三个重量的光信号，输出彩色图像。
彩色相机能够供应比黑白相机更多的图像信息。
彩色相机的实现方法主要有两种，棱镜分光法和Bayer滤波法。
棱镜分光荣色相机,采用光学透镜将入射光线的R、G、B重量分别，在三片传感器上分别将三种颜色的光信号转换成电信号(如下图所示)，最终对输出的数字信号进行合成，得到彩色图像。
工业相机种类及特点介绍
工业相机种类及特点介绍
工业相机是专门用于工业领域的相机，用于机器视觉、自动化
生产和质量检测等应用。
根据不同的应用需求，工业相机可以分为
以下几种类型，并且具有各自的特点：
1. 传统CCD相机，传统的工业相机采用CCD（电荷耦合器件）
传感器，具有高分辨率、低噪声和良好的灵敏度，适用于需要高质
量图像的应用，如精密测量和检测。
2. CMOS相机，CMOS（互补金属氧化物半导体）工业相机在近
年来得到了广泛应用，它具有低功耗、高集成度和成本低的优点，
适用于高速运动物体的捕捉和工业自动化生产线上的实时监控。
3. 高速相机，高速工业相机专门用于捕捉高速运动物体的图像，具有快速的帧率和快速的曝光时间，适用于汽车碰撞测试、高速流
水线上的质量检测等领域。
4. 红外相机，红外工业相机可以捕捉红外光谱范围内的图像，
适用于夜视、热成像和特殊材料的检测等特殊应用领域。
5. 3D相机，3D工业相机可以获取物体的三维信息，适用于机器人视觉导航、三维测量和检测等领域。
以上是常见的工业相机种类及其特点，不同类型的工业相机在不同的应用场景下具有各自的优势和局限性，选择合适的工业相机需要根据具体的应用需求进行综合考虑。
工业相机分类
工业相机分类工业相机是一种用于机器视觉应用的相机，它由传感器和图像处理硬件组成。
它可以捕捉高分辨率图像并将其传输给电脑，从而帮助实现自动驾驶软件、机器视觉传感器、机器视觉测试系统、工业机器人、精密检测等机器视觉任务。
工业相机的类型有很多，主要分为以下几类：传感器类型，格式，结构，物理接口类型，分辨率，帧率，输出数据格式等。
1）传感器类型。
传感器是工业相机的核心，它可以捕捉到较低的分辨率的图像和较高的分辨率的图像。
目前有CMOS和CCD两种传感器，分别由康明斯和西门子生产。
CMOS传感器可以捕捉到较低的分辨率的图像，但是其成本较低。
而CCD传感器可以捕捉到较高的分辨率的图像，但是其成本较高。
2）格式。
工业相机的格式有很多，常见的格式有超4:3，甜甜圈，全尺寸，.5等。
超4:3是最新的格式，它能够提供更高的清晰度和更高的帧率。
甜甜圈格式可以捕捉到较高的分辨率的图像，但是它的帧率较低。
.5格式是最小的格式，可以捕捉到较低的分辨率的图像，但是它的帧率较高。
3）结构。
工业相机的结构也有很多，常见的有紧凑型，大小形和普通形等。
紧凑型相机可以提供更小的尺寸，更低的功耗和噪声，更高的成像质量，更高的帧率，更灵敏的传感器，更快的图像传输速度等优势，是应用在一些苛刻环境下的佳选。
而大小形则更适合应用于多种环境，其尺寸更大，但也更耐用面广。
4）物理接口类型。
工业相机的物理接口类型也有很多，包括USB，GigE，CameraLink等。
USB可以提供更高的数据传输速度，更小的体积，更低的成本，是一种常见的物理接口。
GigE可以提供最高的数据传输速度，更高的图像质量，更宽的传感器范围，是一种常见的物理接口。
CameraLink可以提供更低的错误率，更快的图像传输速度，更高的帧率，是一种常见的物理接口。
5）分辨率。
工业相机的分辨率也有很多，包括VGA，SVGA，XGA，UXGA等。
VGA可以捕捉到较低的分辨率的图像，但是它的帧率也较低。
视觉工业相机与智能相机的区别有哪些？
2.图像处理单元：图像处理单元类似于图像采集、处理卡。它可对图像采集单元的图像数据进行实时的存储，并在图像处理软件的支持下进行图像处理。
3、图像处理软件：图像处理软件主要在图像处理单元硬件环境的支持下，完成图像处理功能。如几何边缘的提取、Blo都封装成固定的模块，用户可直接应用而无需编程。
视觉工业相机与智能相机的区别有哪些？
工业相机是机器视觉系统中的一个关键组件，其最本质的功能就是将光信号转变成高清工业相机为有序的电信号。选择合适的相机也是机器视觉系统设计中的重要环节，相机的不仅是直接决定所采集到的图像分辨率、图像质量等，同时也与整个系统的运行模式直接相关。工业相机又俗称摄像机，相比于传统的民用相机（摄像机）而言，它具有高的图像稳定性、高传输能力和高抗干扰能力等，目前市面上工业相机大多是基于CCD或CMOS芯片的相机。
4、网络通信装置：网络通信装置的智能相机的重要组成部分，主要完成控制信息、图像数据的通信任务。智能相机一般均内置以太网通信装置，并支持多种标准网络和总线协议，从而使多台智能相机构成更大的机器视觉系统。
机器视觉智能相机与工业相机区别，简言之：智能相机是一种高度集成化的微小型机器视觉系统;而工业相机是机器视觉系统的组成部分之一。
智能相机并不是一台简单的相机，而是一种高度集成化的微小型机器视觉系统。它将图像的采集、处理与通信功能集成于单一相机内，从而提供了具有多功能、模块化、高可靠性、易于实现的机器视觉解决方案。同时，由于应用了最新的DSP、FPGA及大容量存储技术，其智能化程度不断提高，可满足多种机器视觉的应用需求。
智能相机一般由图像采集单元、图像处理单元、图像处理软件、网络通信装置等构成，各部分的功能如下:
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
要10/0.01=1000个像素。
你需要选择什么类型感光芯片的相机
静止拍摄，选rolling shutter CMOS相机。 成本低。 运动拍摄，选global shutter CMOS或者CCD CCD，噪点低，色彩还原度比较好
卷帘曝光/全局曝光
隔行扫描/逐行扫描
你需要选用什么样的传输接口
回顾：
1. 像素和分辨率的关系？ 2. 检测目标为80mm*60mm，要求的检测精度为0.1mm，需要选择多大分辨 率的工业相机？ 3.已知每次检测范围为80mm*60mm，选用200w像素（1600*1200）的相 机，物体的运动速度是12m/min,相机要设置多大的曝光时间不会产生拖影？
彩色相机和黑白相机在灵敏度方面的区别
你需要多高的输出帧频
几个场合下对相机帧频的要求
实时监控或观察：输出帧频>25fps 自动检测：输出帧频>每秒钟检测工件个数 高速记录和检测场合需要200fps甚至更高的输出帧频
相机的帧频和什么因素有关系
SENSOR本身的特性 接口输出带宽
小传输时对主机资源如CPU资源的使用。
帧率/行频
相机采集传输图像的速率，对于面阵相机机一般为每秒 采集的帧数（Frames/Sec.），对于线阵相机为每秒采 集的行数（Lines/Sec.）。
靶面尺寸与 像元尺寸
像元大小和像元数（分辨率）共同决定了相机靶面的大小。数字相 机机像元尺寸为3μ m~10μ m，一般像元尺寸越小，制造难度越大， 图像质量也越不容易提高。
靶面尺寸是图像传感器有效感光区域的大小，通常是指在水平维度 下的。这个参数非常重要，它决定了要获得期望视场所需要的镜头 放大率。
视场（FOV）= 传感器尺寸 / 镜头主要放大倍率。
曝光方式和快门速度
对于线阵相机都是逐行曝光的方式，可以选择固定行频和外触发 同步的采集方式，曝光时间可以与行周期一致，也可以设定一个 固定的时间；面阵相机有帧曝光、场曝光和滚动行曝光等几种常 见方式，数字相机一般都提供外触发采图的功能。
选择合适的工业相机
你需要选择什么类型感光芯片的相机 你需要多大的图像分辨率 你需要选用彩色相机还是黑白相机 你需要多高的输出帧频 相机的最短曝光时间是多少 你需要选用什么样的传输接口
你需要多大的图像分辨率
分辨率越高，检测精度就越高。 在检测区域一定的前提下，可以根据要求的精度计算需要的分辨率。 例如，检测一个长度为10mm的工件，精度为0.01mm，则图像宽度需
你需要选用彩色还是黑白相机
清晰度 灵敏度 选择原则：如果不是需要检
测颜色信息，就优先选择黑 白相机
彩色面阵相机像素阵列
彩色相机和黑白相机在清晰度方面的区别
G11 R12 G13 B21 G22 B23 G31 R32 G33
相机的最短曝光时间是多少
如果您需要抓拍运动物体，是不是选用适合抓拍运动物体的相机，如转移 型CCD，或全帧快门 CMOS相机就可以了呢？答案是否定的，您还需要设置 合适的曝光时间。
要想拍到清晰的高速运动物体，准则就是，在曝光时间△T内，物体成的 像在感光面上移动的距离不超过一个像素。
一个简单的计算曝光时间的公式是： Texp < 视野宽度/（图像宽度×物体该方向移动速度） 或 Texp < 视野高度/（图像高度×物体该方向移动度）。
分辨率及ROI
分辨率就是相机的像素个数。 工业相机说的都是物理分辨率。 ROI，国内习惯说开窗。让相机输出小于最大分辨率的格式。 对于CMOS相机来说，设定小的分辨率可以提高帧频，对于CCD来说，
一般不能提高帧频或者是有限制提高，但小的分辨率，所要传输的 数据量小一些，同样可以节约传输带宽，使传输的时间变短，并减的主要参数
分辨率及ROI 帧率/行频 靶面尺寸与 像元尺寸 曝光方式和快门速度 光谱响应特性
快门速度一般可到10微秒，高速相机机还可以更快。
光谱响应特性
是指图像传感器对不同光波的敏感特性，表现了传感器的量子效率QE。
量子效率与像素的结构有很大关系，同时它也是波长的函数。
黑白相机光谱响应曲线示例
彩色相机光谱响应曲线示例