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Smart Camera 和视觉传感器技术

作为传感器格式的完整图像处理系统,Smart Camera 和视觉传感器可以轻松地设置图像处理应用。凭借直观的操作和最大化的功能,可以完成工业图像处理的各种任务,轻松地组装和设置基于 PC 的视觉系统。

什么是 Smart Camera?

Smart Camera 将图像拍摄和分析集成在一个外壳中。光学系统和照明系统通常不是固定安装的,可以单独配置。因此,应用范围与传统的基于 PC 的视觉系统相当。智能相机通常具有一个可与复杂图像处理程序相媲美的软件环境,涵盖从简单到广泛的软件包。

B60 Smart Camera,设有自动对焦功能和 C 接口

Smart Camera 如何工作?

智能相机的特点是将图像拍摄和分析融合在一个紧凑而坚固的外壳中。通过安装的处理器在内部对采集的原始图像数据进行进一步处理,从而能够直接输出结果(例如合格件/不合格件)。与强大的软件相结合,可以成功地完成不同任务。通常通过以太网接口访问设备,并通过图形用户界面编写应用程序。通过将智能硬件与功能强大的软件相结合,有时甚至可以单独编程,用户可以获得适用于其应用的高性能解决方案。作为全套解决方案,Smart Camera 可大大地简化了图像处理项目的设置

Smart Camera 与视觉传感器有何区别?

视觉传感器与 Smart Camera 的界限并非总是很清楚,因为过渡特征不明显。

什么是视觉传感器?

视觉传感器的结构特别紧凑,除了照明系统之外,其系统还配有适当的光学元件。视觉传感器的分辨率和计算能力通常受到限制,并且针对特定应用进行了最佳调整。即使不具备工业图像处理的专业知识,也可快速配置软件。预先训练的神经网络使用得越来越多,用户可以使用较少的参考图像对合格/不合格品进行简单的分类。应用领域通常限于简单的识别任务、存在性检查和简单的测量应用。

什么时候使用 C 口摄像头,什么时候使用自动对焦?

摄像头的光学系统确定给定工作距离下产生的视野。在大多数工业图像处理应用中,由于物体尺寸和安装情况已知,这些参数是固定规定的。因此,这里使用了 C 口物镜。根据工作距离、物体尺寸和传感器尺寸选择适当的物镜。视觉计算器在这方面提供相应的支持。



如果至少一个基本光学参数是可变的,必须根据这种变化尽快调整焦点。设有自动对焦功能的设备可以示教不同的对焦位置。例如,在检测不同尺寸的包装时,由于工作距离不同,需要使用设有自动对焦功能的摄像头。 
 
在保持相同的工作距离下使用带有 C 接口的 Smart Camera B60。

Smart Camera 带有 C 口

在保持相同的工作距离下使用带有 C 接口的 Smart Camera B60。

Smart Camera 配有自动对焦功能

自动对焦功能如何工作?

设有自动对焦功能的设备可以将焦点自动设置为选定的图像区域,即使在距离变化的情况下也能保证高分辨率的图像。基本上可区分为机械技术基于软件的技术。机械式自动对焦包括电机、液体透镜或压电式自动对焦技术,而软件则会将对比度与相位自动对焦区分开来。

机械功能原理

传统自动对焦功能基于使用电机来移动物镜的透镜。
这种形式的自动对焦功能使用在压力下变形的液体透镜。液体由一个电磁铁控制,该电磁铁可以吸引或排斥液体。由此移动物镜的透镜。
压电式自动对焦功能基于压电效应。压电材料具有在施加电压时变形的特性。但是,如果材料被拉伸或压缩,它们也会产生电压。在自动对焦的情况下,压电效应用于移动物镜的透镜。

基于软件的功能原理

大多数紧凑型摄像头使用对比度自动对焦。通过图像传感器来测量清晰度,该传感器用于分析亮度和色差。调整透镜,直至达到最佳清晰度。因此,对比度自动对焦总会略微超控,然后再次转回,从而来回移动透镜。 
相位自动对焦主要用于摄影,通过 AF 传感器来测量清晰度。传感器借助线传感器和交叉传感系统进行非常复杂的计算。根据角度和距离,可以计算出物镜需要调整的方向和距离。这样就无需在相位自动对焦过程来回移动透镜。 

哪种技术最适合您的应用?区别一目了然

集成式照明系统有什么意义?

照明模块无需工具即可固定在 B60 Smart Camera 上。
使用 Smart Camera 和视觉传感器时,照明系统至关重要。为了补偿弱的或不均匀的环境光线,带有自动对焦功能的 Smart Camera 和视觉传感器通常配有集成照明系统。根据应用而定,经常可更换的照明模块可在现场直接更换。由于集成式照明系统无法与摄像头可变对准,通常涉及的是入射光。为了产生尽可能均匀并且无反射的照明环境,某些型号可以单独控制各个区段。尤其是在工作距离较短的情况下,这可以模拟不同的照明角度,从而确保漫射曝光或特定特征的提取。在较大的工作距离和透射光应用中,通常使用外部照明技术。

哪种分辨率适合哪种应用?

40 万像素(VGA)

简单的应用,例如:存在性检查等。

160 万像素

装配检查、光学字符识别等。

50 万像素

需要高精度的应用,例如,测量、检查等。

≥ 1,200 万像素

以最高精度进行检测 

什么是图像芯片?

图像芯片(也称为图像传感器)是对光线反应敏感的电子部件。入射光(光子)通过光电效应转化为电荷。在工业中,主要使用单色式传感器,因为这可减少数据流量。它们通常是互补型金属氧化物半导体,简称 CMOS 传感器。
B60 Smart Camera 的分解图,附有图像芯片示图。

图像芯片的大小取决于什么?

视分辨率而定,工业图像处理用的传感器大小各不相同。尺寸越大,技术越好,但对于空间有限的紧凑型摄像头来说也就越不实用。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。如果图像芯片尺寸较小,则各个像素的空间也较小。单个像素越大,它可以吸收的光线就越多,需要引入至应用中的光线就越少。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。 

什么时候使用彩色图像芯片?

在极少数情况下,需要使用彩色摄像头,即带彩色图像芯片的摄像头。仅在必须通过细微的色差来检测特征时,才建议使用彩色图像芯片。这是因为与彩色图像芯片相比,单色式传感器具有明显较高的光敏度,并且由于数据流量较少,对处理时间具有积极的影响。
 
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