什么是机器视觉照相机?
机器视觉照相机也称为工业摄像机,是 2D 图像处理系统的重要组成部分。其主要功能是拍摄图像,然后通过硬件和软件的组合对图像进行处理。为不同应用处理所获得的信息。
生产系统中图像处理应用的典型示例是质量控制、存在性检查、完整性检查。对此会分析在生产线上所生产零件的特定特征。如此便可以检查零件是否符合质量标准,或者是否需要在必要时将其剔除。
摄像头是图像处理系统的一个组成部分。它由以下组件组成:

2D 图像处理系统的主要组件
机器视觉照相机与 Smart Camera 的区别
机器视觉照相机的应用范围
位置检查
机器人定位
零件测量
质量控制
检查存在性
过程监控
代码读取
适用于跨行业应用的可靠解决方案

汽车行业
乘用车内门的质量检验
发动机缸体的质量检验
用于自动拧紧的位置识别

电气行业
印刷线路板的位置检查
检查部件的对准情况
检查连接器和电缆

包装业
检查包装是否损坏、脏污或缺少标签
检查包装的标签
检查 PET 瓶的最短保质期

食品加工业
饮料罐的对准情况
检查包装的标签
联接式盖子的检测
这就是平面照相机与行扫描照相机之间的区别
下表总结了平面照相机与行扫描照相机之间的主要区别:
带有全局或卷帘快门的 CMOS 传感器的功能原理
CMOS 图像传感器有两种曝光方法,用于控制图像的拍摄和读取方式。这些方法确定了曝光时间,从而确定了在摄像头传感器中转化为电子并作为值输出的光量。全局快门和卷帘快门的区别:

全局快门
整个图像区域同时曝光 |
适用于静态和动态应用 |
对于移动对象不存在图像失真 |

卷帘快门
各行在时间上错开曝光 |
针对静态应用 |
物体快速移动时的图像失真(卷帘快门效应) |
拍摄静止图像 |

卷帘快门效应
在卷帘快门中,传感器所有像素的曝光时间都相同,但各行的曝光时间都会延迟。当物体移动速度快于曝光和读取时间时,会出现卷帘快门效应,导致图像由于曝光而失真。
左侧:全局快门,右侧:卷帘快门
单色照相机还是彩色照相机?什么时候使用什么产品?
实际图像

使用单色相机拍摄图像

单色相机能够将物体与背景区分开来。
使用彩色相机拍摄图像

彩色相机能够将物体彼此区分开来,并与背景区分开来。
在工业图像处理中,需要区分单色相机和彩色相机。单色相机可捕捉灰度,并聚焦于图像中的亮度差异。因此它们特别适用于需要精细对比度和细节的应用,例如表面检测或物体测量。
相反,彩色相机可以捕捉颜色信息,使其能够更精确地捕捉表面。它们可以分析整个色谱,并由此提供更详细、更多样化的图像再现。这使其非常适合颜色发挥重要作用的应用场景,例如产品质量控制,其中颜色差异可能表明材料存在缺陷。
安装机器视觉照相机时的注意事项
为了确保图像的可靠拍摄,在调整工业摄像机时要注意以下提示。
除了摄像头的最佳对准之外,照明系统的定位也很重要。要检测的物体的形状对于光线到达摄像机的方式至关重要,决定着能否产生尽量高的对比度。例如,必须注意角度和由此产生的反射。
机器视觉照相机的接口
工业摄像机的以太网接口可以通过网络传输图像数据。该接口通常用于工业图像处理,以将摄像机连接到机器视觉控制器或其他设备。
分辨率
传感器的分辨率表示像素数:分辨率越高,则像素大小越小,可识别的细节就越精细。由于像素大小不同,相同尺寸的传感器可能具有不同分辨率。
帧频
帧频表示摄像机每秒拍摄的完整帧数。更高的帧频可用于在快速处理应用中拍摄大量图像。
曝光时间
曝光时间决定了照射到 CMOS 传感器上的光线量,从而影响拍摄图像的亮度。较长的曝光时间会生成更明亮的图像,但也可能会因此而导致运动模糊和图像噪点增大。较短的曝光时间可实现快速应用,并减少与之相关的运动模糊。
为每种应用提供适当的分辨率
分辨率 | 精度 | 例如 |
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1.6 MP | 不需要极高分辨率的应用 | 光学字符识别、装配检查、存在性检查 |
5 MP | 需要中等细节精度的应用 | 检查包装 |
12 MP | 需要高精度的应用 | 精细机械部件的检测 |
24 MP | 需要极高分辨率和细节精度的应用 | 检查印刷线路板元件是否有缺陷 |