什么是机器视觉照相机?
机器视觉照相机也称为工业摄像机,是 2D 图像处理系统的重要组成部分。其主要功能是拍摄图像,然后通过硬件和软件的组合对图像进行处理。为不同应用处理所获得的信息。
生产系统中图像处理应用的典型示例是质量控制、存在性检查、完整性检查。对此会分析在生产线上所生产零件的特定特征。如此便可以检查零件是否符合质量标准,或者是否需要在必要时将其剔除。
2D 图像处理系统的摄像头型号
行扫描照相机 h4>
行扫描照相机主要用于连续检测过程。它们特别适合在传送带上移动对象或处理无限材料的应用。与平面照相机不同,行扫描照相机不是一次扫描,而是逐行扫描照相机。为了生成完整的图像,在拍摄过程中,对象必须移动经过照相机的视野。然后软件将各行组合成一个整体画面。在这些应用中,它们比传统的 2D 摄像头快得多,因此特别适合高速应用。
它们的性能通常超过了 2D 摄像头,尤其是在连续运行的过程中。图像质量主要取决于对象的平稳移动、拍摄时间、行分辨率和曝光时间等因素。典型的应用示例包括纺织品、纸张、织物和网状结构产品的质量控制,这些产品需要完整、精确的图像采集。
平面照相机 h4>
与逐行扫描的行扫描照相机不同,平面照相机使用图像传感器一次扫描整个图像。这意味着它只需拍摄一次即可生成完整的二维图像。
平面照相机广泛应用于需要即时完整成像的任何领域,例如工业质量控制、医疗成像、监控系统以及需要高精度和快速图像处理的许多其他领域。它们特别适合固定对象,因为在此不需要摄像头和对象之间的相对运动。
其优势在于准确拍摄细节丰富的高分辨率 2D 图像。平面照相机尤其适用于需要非常高图像质量的应用。
平面照相机的区别:机器视觉照相机和 Smart Camera
摄像头选择从图像芯片开始
什么是图像芯片?
单色照相机还是彩色照相机?什么时候使用什么产品?
实际图像
使用单色相机拍摄图像
单色相机能够区分灰度。
使用彩色相机拍摄图像
彩色相机能够区分对象的色值。
带有全局或卷帘快门的 CMOS 传感器的功能原理
CMOS 图像传感器有两种曝光方法,用于控制图像的拍摄和读取方式。这些方法确定了曝光时间,从而确定了在摄像头传感器中转化为电子并作为值输出的光量。全局快门和卷帘快门的区别:
全局快门 h3>
| 整个图像区域同时曝光 |
| 适用于静态和动态应用 |
| 对于移动对象不存在图像失真 |
卷帘快门 h3>
| 各行在时间上错开曝光 |
| 针对静态应用 |
| 物体快速移动时的图像失真(卷帘快门效应) |
| 拍摄静止图像 |
卷帘快门效应 h4>
在工业图像处理中,需要区分单色相机和彩色相机。单色相机可捕捉灰度,并聚焦于图像中的亮度差异。因此它们特别适用于需要精细对比度和细节的应用,例如表面检测或物体测量。
彩色相机能够将物体彼此区分开来,并与背景区分开来。像素上的红色、绿色和蓝色滤光片可捕捉高达 1670 万种颜色的色谱。由此可以识别单色相机无法区分的颜色变化的对象。
传感器的其他特性
图像传感器或图像芯片的不同之处在于传感器大小、分辨率、像素大小、帧速、光敏度和动态范围。根据分辨率的不同,在工业图像处理中使用不同结构尺寸的传感器。较大的型号通常具有更高的性能,但不太适合空间有限的紧凑型照相机系统。
随着生产工艺的不断改进,可以最大程度地减少较小图像芯片的缺点,市场趋向于尺寸越来越小的传感器。随着传感器尺寸的减小,各个像素的空间也会缩小。像素越大,吸收的光线就越多,从而相应地减少应用所需的额外光线。
因此,尤其是在快速动态过程等快曝光时间的工业应用中,像素数量和像素大小之间的平衡比对于可靠的图像质量至关重要。
由于在图像处理中,曝光时间通常很短,例如在快速的动态应用中,必须特别注意像素数与像素大小的平衡。
分辨率
帧频
曝光时间
为每种应用提供适当的分辨率
| 分辨率 | 精度 | 例如 |
|---|---|---|
| 1.6 MP | 不需要极高分辨率的应用 | 光学字符识别、装配检查、存在性检查 |
| 5 MP | 需要中等细节精度的应用 | 检查包装 |
| 12 MP | 需要高精度的应用 | 精细机械部件的检测 |
| 24 MP | 需要极高分辨率和细节精度的应用 | 检查印刷线路板元件是否有缺陷 |
2D 图像处理系统的主要组件
机器视觉照相机的接口
机器视觉照相机的应用范围
位置检查
机器人定位
零件测量
质量控制
检查存在性
过程监控
代码读取
适用于跨行业应用的可靠解决方案
汽车行业 h3>
乘用车内门的质量检验
发动机缸体的质量检验
用于自动拧紧的位置识别
电气行业 h3>
印刷线路板的位置检查
检查部件的对准情况
检查连接器和电缆
包装业 h3>
检查包装是否损坏、脏污或缺少标签
检查包装的标签
检查 PET 瓶的最短保质期
食品加工业 h3>
饮料罐的对准情况
检查包装的标签
联接式盖子的检测