工业机器人视觉系统组成及介绍

4. 曝光方式（Exposure）和快门速度（Shutter）：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。快门速度 一般可到10微秒，高速相机还可以更快。
7. 光谱响应特性（Spectral Range）：是指该像元传感器对不同光波的 敏感特性，一般响应范围是350nm－1000nm，一些相机在靶面前加了 一个滤镜，滤除红外光线，如果系统需要对红外感光时可去掉该滤镜。
8.接口类型：数字相机有Camera Link接口，以太网接口，1394接口、 USB接口输出，目前最新的接口有CoaXPress接口。
F接口镜头是尼康镜头的接口标准，所以又称尼康口，也是工业摄 像机中常用的类型，一般摄像机靶面大于1英寸时需用F口的镜头。
（9）深度的计算方式 单目RGB摄像机、双目摄像机、RGBD摄像机
1. 分辨率（Resolution）：相机每次采集图像的像素点数（Pixels），对于数字 相机一般是直接与光电传感器的像元数对应的，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，模拟相机已经逐步被数字 相机代替，且分辨率已经达到6576*4384。
3.相机的主要参数 4.工业相机与普通相机的区别 5.工业相机选型的依据 （1）应用的不同 （2）分辨率的选择 （3）与镜头的匹配 （4）相机帧数选择 6.几种摄像机的参数实例
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有序的电信号。
（3）扫描方式 隔行扫描相机、逐行扫描相机
（4）分辨率大小 普通分辨率相机、高分辨率相机
（5）输出信号方式 模拟相机、数字相机
（6）输出色彩 单色相机、彩色相机
（7）输出信号速度 普通速度相机、高速相机
（8）响应频率范围 可见光（普通）相机、红外相机、紫外相机等
（1）应用的不同
用在视觉自动检查的方案或行业中一般用CCD工业相机 比较多。 CMOS工业相机由成本低，功耗低也应用越来 越广泛。
（2）分辨率的选择
首先考虑待观察或待测量物体的精度，根据精度选择分 辨率。
（3）与镜头的匹配
传感器芯片尺寸需要小于或等于镜头尺寸，C或CS安装座也要匹配 （或者增加转接口）。
By Brad Lucas 2016.4.9
0.机器视觉系统组成架构 1.工业摄像机 2.镜头 3.照明光源 4.图像采集/处理卡
模拟相机视觉系统 数字相机视觉系统
1.相机的概念 2.相机的分类 （1）芯片类型 （2）传感器结构特性 （3）扫描方式 （4）分辨率大小 （5）输出信号方式 （6）输出色彩 （7）输出信号速度 （8）响应频率范围 （9）深度的计算方式
2. 像素深度（Pixel Depth）：即每像素数据的位数，一般常用的是8Bit，对于 数字相机机一般还会有10Bit、12Bit、14Bit等。
3. 最大帧率（Frame Rate）/行频（Line Rate）：相机采集传输图像的速率， 对于面阵相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.）。
9.触发方式（对于同步非常重要！）：硬触发（控制高低电平来进行 快门曝光的控制），软触发（通过软件主动查询信号或仪器当前状态， 符合条件则控制系统采集信号，精度不如硬触发）。
CCD & CMOS靶面 越大，则对应的视 野角越大。
1.工业相机的性能稳定可靠易于安装，相机结构紧凑结实 不易损坏，连续工作时间长，可在较差的环境下使用，一 般的数码相机是做不到这些的。
2.工业相机输出的是裸数据(raw data)，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(Machine Vision)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mjpeg压缩，图像质 量较差，不利于分析处理。
3.工业相机(Industrial Camera)相对普通相机(DSC)来说价 格较贵。
灰度值的产生：
N个电子落在 传感器的区域
内
电压经过放大并通 过模数转换数字化
产生灰度值y
电子-空穴对 形成电荷然后 转换为电压
（1）芯片类型 CCD相机、CMOS相机 (CCD图像传感器提供较好的质
量，而CMOS图像传感器按电池寿命和低成本来说能 提供更好的性能)
（2）传感器结构特性 线阵相机、面阵相机
5. 像元尺寸（Pixel Size）：像元大小和像元数（分辨率）共同决定了 相机靶面的大小。数字相机像元尺寸为3μm~10μm，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。
6.靶面尺寸：也就是图像传感器感光部分的大小。一般用英寸来表示， 和电视机一样，通常这个数据指的是这个图像传感器的对角线长度， 如常见的有1/3英寸，靶面越大，意味着通光量越好，而靶面越小则比 较容易获得更大的景深。比如1/2英寸可以有比较大的通光量，而1/4英 寸可以比较容易获得较大的景深。
镜头和摄像机之间的接口有许多不同的类型，工业摄像机常用的包 括C接口、CS接口、Байду номын сангаас接口、V接口、T2接口、徕卡接口、M42接口、 M50接口等。接口类型的不同和镜头性能及质量并无直接关系，只 是接口方式的不同，一般可以也找到各种常用接口之间的转接口。
C接口和CS接口是工业摄像机最常见的国际标准接口，为1英寸－ 32UN英制螺纹连接口，C型接口和CS型接口的螺纹连接是一样的， 区别在于C型接口的后截距为17.5mm，CS型接口的后截距为 12.5mm。所以CS型接口的摄像机可以和C口及CS口的镜头连接使 用，只是使用CS口镜头时需要加一个5mm的接圈；C型接口的摄像 机不能用CS口的镜头。