机器视觉系统中常用工业相机的种类

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。

工业相机的分类
工业相机是一种专门用于工业应用的高性能数字相机，它具有高速、高精度、高稳定性等特点。

根据不同的应用领域和特殊要求，工业相机可以分为多种类型。

第一类是面阵相机，它是最常见的工业相机之一。

它的特点是拍摄速度较快，适用于高速运动物体的拍摄。

应用范围涵盖了缺陷检测、物体识别和定位、自动化检测等领域。

第二类是线阵相机，它与面阵相机不同的是，它只有一行像素，所以每次只能拍摄一条直线，但它的分辨率非常高。

线阵相机被广泛应用于印刷品质检测、纸币识别等领域。

第三类是超高速相机，它的拍摄速度非常快，可以达到每秒数十万帧的速度，适用于高速运动、瞬间爆发的现象的拍摄，如燃烧、爆炸等。

第四类是红外相机，它可以捕捉红外辐射能量，并将其转化为可见光图像。

它的应用领域包括夜视、红外热成像、医学诊断等。

第五类是立体视觉相机，它可以捕捉三维图像，应用领域包括机器人导航、物体识别和定位、工业自动化等。

总之，工业相机的分类非常丰富，不同的类型适用于不同的应用场景。

随着工业自动化的不断发展，工业相机的应用前景也将越来越广阔。

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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。

工业相机的选型规则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AFT-808小型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。

在机器视觉系统应用中，工业相机、工业镜头、图像采集卡、机器视觉光源、机器视觉系统平台软件，在选择过程中存在很多问题，那么今天就工业相机、工业CCD摄像头的选择，给大家介绍一些经验。

1、选择工业相机的信号类型工业相机从大的方面来分有模拟信号和数字信号两种类型。

模拟相机必须有图像采集卡，标准的模拟相机分辨率很低，一般为768*576，另外帧率也是固定的，25帧每秒。

另外还有一些非标准的信号，多为进口产品，那么成本就是比较高了，性价比很低。

所以这个要根据实际需求来选择。

另外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。

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。

工业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。

2、工业相机的分辨率需要多大。

根据系统的需求来选择相机分辨率的大小，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。

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。

工业相机类型简介一、工业相机类型简介CCD 是60年代末期由贝尔试验室发明。

开始作为一种新型的PC存储电路，很快CCD具有许多其他潜在的应用，包括信号和图像（硅的光敏性）处理。

CCD 是在薄的硅晶片上处理一系列不同的功能，在每一个硅晶片上分布几个相同的IC等可产生功能的元件，被选择的IC从硅晶片上切下包装在载体里用在系统上。

总结下来，CCD 主要有以下几种类型:1、面阵CCD工业相机:允许拍摄者在任何快门速度下一次曝光拍摄移动物体。

2、线阵CCD工业相机:用一排像素扫描过图片，做三次曝光——分别对应于红、绿、蓝三色滤镜，正如名称所表示的，线性传感器是捕捉一维图像。

初期应用于广告界拍摄静态图像，线性阵列，处理高分辨率的图像时，受局限于非移动的连续光照的物体。

3、三线传感器CCD工业相机:在三线传感器中，三排并行的像素分别覆盖RGB滤镜，当捕捉彩色图片时，完整的彩色图片由多排的像素来组合成。

三线CCD传感器多用于高端数码相机，以产生高的分辨率和光谱色阶。

4、交织传输CCD工业相机:这种传感器利用单独的阵列摄取图像和电量转化，允许在拍摄下一图像时在读取当前图像。

交织传输CCD通常用于低端数码相机、摄像机和拍摄动画的广播拍摄机。

5、全幅面CCD工业相机:此种CCD 具有更多电量处理能力，更好动态范围，低噪音和传输光学分辨率，全幅面CCD 允许即时拍摄全彩图片。

全幅面CCD由并行浮点寄存器、串行浮点寄存器和信号输出放大器组成。

全幅面CCD 曝光是由机械快门或闸门控制去保存图像，并行寄存器用于测光和读取测光值。

图像投摄到作投影幕的并行阵列上。

此元件接收图像信息并把它分成离散的由数目决定量化的元素。

这些信息流就会由并行寄存器流向串行寄存器。

此过程反复执行，直到所有的信息传输完毕。

接着，系统进行精确的图像重组。

二、工业相机参数简介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为有序的电信号。

工业相机的分类
工业相机是用于工业生产领域的一种特殊相机，它主要用于实时监控、检测和分析生产现场的图像信息。

根据不同的应用需求和功能特点，工业相机可以分为以下几类：
1. 标准工业相机：这种相机通常使用标准接口（如GigE、USB、CameraLink等）进行图像传输，可以满足大多数工业应用的图像采集需求。

它的特点是价格实惠、易于操作和维护，广泛应用于自动化生产线、机器视觉、医疗诊断等领域。

2. 高速工业相机：这种相机通常采用高速接口（如CoaXPress、10GigE等）进行图像传输，可以实现高速、高分辨率的图像采集，适用于快速运动的目标跟踪、高速拍摄和快速检测等领域。

3. 光学工业相机：这种相机通常采用特殊的光学镜头和滤光片，可以实现高精度的图像测量和形态分析。

它的应用领域包括机器视觉、计算机辅助设计、三维重建等。

4. 热像工业相机：这种相机可以测量目标表面的温度分布，适用于工业生产中的红外检测、温度监测、火灾预警等领域。

5. 特殊工业相机：这种相机应用范围较广，涵盖了多种特殊应用，如高精度测量、超大视场拍摄、特殊光源照明等。

综上所述，工业相机的分类主要根据应用需求和功能特点来区分，用户在选择工业相机时需要根据自己的实际需求来进行选择。

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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）。