彩色相机OR黑白相机
清晰度上的区别
通过滤色片,只允许一种颜色通过
使用分光菱片的方式放光然后再合成,对结构要求高,使用再高端场合下。
通用感光芯片+滤色片,每个像素只感光一种颜色分量,其他分量通过临近点计算出来,也就是插值计算。
插值运算会有彩色点纹出现,虽然有多种插值运算,但在速度和效果上各有千秋。
灵敏度上的区别
两个原因导致了感光芯片的灵敏度下降:滤色片的过滤,以及不可见的红外的过滤。
总结来说:
彩色的清晰度较低
彩色的灵敏度较低
彩色相机的价格较高
如何图像分辨率
检测精度和算法决定了分辨率
计算:检测区间尺寸X,精度为VX,则分辨率为X/VX,如10mm的工件,精度为0.01,则像素选择1000.
另外,图片不是越清晰越好,因为更清晰的图片,处理和传输会慢。
传输帧率
考虑到由运动控制等延时,我们的帧频要大于检测频率
人眼识别>16fps时会判断为连贯的,FPS为帧每秒。
例子:要求
帧率>25FPS
自动检测,帧率大于每秒工件个数
高速检测需要200FPS甚至更高。
以选择28FPS为例,计算方式如下:相机分辨率1024128028/1M=36.7M,也就是说,一秒需要传输和处理36.7M的数据量。
相机的种类
根据感光芯片的结构分为CCD和CMOS
其中CCD分为:
全帧CCD
帧转移CCD
逐行扫描行间转移CCD
隔行
以及CMOS包括:
3T 滚动快门
4T 串行全帧快门
5T 并行全帧快门
全帧CCD
原理:通过机械快门,机械的开关为曝光时间,然后逐行输出
全帧特点:机械快门影响灵敏度,大电荷容纳能力带来大的动态范围
使用场景:医疗,科研,天文
帧转移CCD
原理:增加了一个缓存区域
特点:有缓存,曝光时间灵活,可抓运动物体,但成本高
场景:高端工业场合下
行间转移CCD
跟帧转移类似,缓存不是整块
逐行抓运动物体效果更好,隔行会有锯齿效应
速度比帧转移快
3T CMOS
三个MOS管,可复制和读出操作
跟全帧类似,但不需要机械快门,而用ERS(卷帘式快门)
逐行曝光和读出,曝光时间一样,但是等待时间不一样,运动情况容易扭曲!!
但拍静物时,性价比高,信噪比高
变通:可以配合机械快门,或者频闪灯来模拟快门
特点:低成本,静物,配合频闪拍运动物体
4T CMOS
加入一个MOS管,跟转移型CCD类似,可存储。
可拍运动物体
工业应用广泛
5T MOS
再加入一个MOS,用来并行同步
上一图输出同时曝光下一张,实现高速
高速成像领域
曝光时间
运动物体以为积分效应会产生模糊
曝光时间<视野高度/(图像高度*移动速度)
接口选择
70%用的是模拟相机,模拟相机分辨率768*576,帧频25FPS.
如果需要更高分辨率和帧频,或者更高速时,就不适用了。
另外,模拟相机要用板卡,成本高
数字接口不需要板卡,抗干扰强,传输更远。
数字接口
USB:成本低,开发成本低
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GIGE
CAMERA LINK:最快200MBYTE/S,10M距离,有标准协议,成本高,开发难