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高速工業(yè)相機(jī)分析
在機(jī)器視覺項(xiàng)目中，有些需要抓拍流水線上高速運(yùn)動(dòng)的工件,，因此對工業(yè)相機(jī)的要求特別高,，高速工業(yè)相機(jī)的選型就非常重要了。本文對高速工業(yè)相機(jī)的選型要素進(jìn)行了詳細(xì)分析,。
一,、確定精度要求
此要求的篩選跟普通工業(yè)相機(jī)選型方法一樣，在此不作贅述,。
二,、相機(jī)顏色確定
如果視覺項(xiàng)目中要拍攝物體的顏色特征，就必須用顏色還原性比較好的相機(jī),，例如高質(zhì)量的CCD或者3CCD相機(jī),，與顏色無關(guān)的項(xiàng)目一般情況下采用黑白相機(jī)，有些要檢測的特征可能在彩色圖片里能夠更好的顯現(xiàn)產(chǎn)生對比,，此時(shí)也可能考慮使用彩色相機(jī),。
三、曝光時(shí)間,，如何拍攝運(yùn)動(dòng)的物體—-敲黑板：重點(diǎn)
工業(yè)相機(jī)在拍攝運(yùn)動(dòng)物體的時(shí)候,，需要克服的重要的問題是拖影，拖影是在曝光的時(shí)候,，拍攝目標(biāo)與攝像系統(tǒng)之間存在相對運(yùn)動(dòng)形成的,，因?yàn)檫@種相對運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致芯片上形成的圖像一直在變化，各個(gè)部位的像元在曝光的過程中受到來自物體不同位置成像的影響,，終形成的圖片是一個(gè)連續(xù)變化圖像空間內(nèi)圖片的疊加,。
物體只要是運(yùn)動(dòng)的,，拖影就一定會有的，不同的項(xiàng)目類型,，對拖影相對長度的限制不盡相同,，對于尺寸測量的項(xiàng)目，拖影對測量精度會有嚴(yán)重影響,，為了降低拖影對圖像質(zhì)量的影響,，就會要求拖影長度盡可能短，例如不超過1/3像素,，或者不超過一個(gè)像素等,，而對于識別、計(jì)數(shù)等相關(guān)的項(xiàng)目則對拖影的要求會相對寬松些,，這些要求一般情況下如此,，具體看實(shí)際項(xiàng)目情況去判定。
運(yùn)動(dòng)速度和曝光時(shí)間是直接影響拖影的兩個(gè)因素,。為了保證圖像中的拖影不超過s單位像素,，則需要做到：
1.芯片上光學(xué)像在曝光時(shí)間內(nèi)移動(dòng)的位置不超過s單位像素；
2.物體與成像系統(tǒng)之間在曝光時(shí)間內(nèi)相對移動(dòng)（垂直于光軸平面內(nèi)）距離不超過s單位的系統(tǒng)精度,。
光像對芯片移動(dòng)速度Vs與物體運(yùn)動(dòng)速度Vp之間關(guān)系為：
其實(shí)：光學(xué)系統(tǒng)中物方和像方所有的一維參數(shù)都是如上比例關(guān)系,。
例如：某系統(tǒng)的拍攝精度是0.1mm/像素，相機(jī)曝光時(shí)間是1/2000秒,，拍攝物體運(yùn)動(dòng)速度是10mm/s,，這樣目標(biāo)在曝光時(shí)間內(nèi)物體運(yùn)動(dòng)的距離是0.005mm<<0.1mm，因此可以用該系統(tǒng)拍攝,。
總結(jié)起來,，一般情況下就是保證：
物體運(yùn)動(dòng)速度Vp 曝光時(shí)間Ts<允許長拖影S單位系統(tǒng)精度
因此對于運(yùn)動(dòng)速度比較快的物體拍照，為了防止長的拖影就需要極短的曝光時(shí)間,，會選用較好的CCD相機(jī),，因?yàn)橥ǔ５腃CD相機(jī)感光比較好，可以實(shí)現(xiàn)短時(shí)間曝光,，但并不是說一定要使用CCD相機(jī),，如果光軸很強(qiáng)且速度不是很快，可以用CMOS相機(jī),(全局曝光)有的CMOS相機(jī)是幀曝光的,，總體感光效果也比較好,，也是拍攝運(yùn)動(dòng)物體的比較好的選擇，具體怎么選擇按上面量化要求即可,。
四,、幀率
幀率即相機(jī)每秒鐘可以捕捉的圖像數(shù)量。一般決定于圖像大小、曝光時(shí)間等,，是相機(jī)的一個(gè)重要指標(biāo),，相機(jī)幀率必須保證能夠拍攝到系統(tǒng)要求時(shí)間間隔短的兩張圖片，否則就有可能造成丟幀等現(xiàn)象,，進(jìn)而漏檢某些產(chǎn)品,。
其他因素如數(shù)據(jù)接口，鏡頭接口,，芯片大小等與抓拍高速運(yùn)動(dòng)物體無關(guān),，可參考一般相機(jī)的選型辦法。