工业相机规格解释
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工业相机规格解释

小施 2020-12-24 9036 0


浅谈视觉选型

视觉应用在自动化领域中应用的相当广泛,本篇会概略的介绍,视觉应用包含哪些内容,着手规划一项视觉专案该注意哪些事情。视觉应用就是相机、镜头、光源的组合,琳琅满目的选择当中,我们该如何选型,首先,我们可以先确认以下的资讯,并且了解专案的需求。

  1. 目标物的尺寸:目标物的尺寸关乎相机的解析度的选择。

  2. 目标物高度: 目标物如果是凹凸表面,即表示有高低差的话,那就必须要考虑到景深是否可以涵盖。

  3. 检测或量测的项目:此项目将决定使用黑白或彩色相机,譬如关于色彩的检测,就必须选择彩色相机。此项目同时也影响镜头的选择,例如当我们是要做一项量测的专案,最好选择变形量低的镜头(ex.远心镜头),以免量测误差过大。

  4. 作业时间: 与相机的选择有关,线阵(line scan)或者是面阵(area scan),一般来说线阵相机的影像品质较面阵相机佳,但取像时间较长。

  5. 视野(FOV):视野即是透过镜头所捕捉到的影像画面。

确认好需求后,接着可以开始挑选适合的相机及镜头,以下关于相机及镜头的名词介绍:

工业相机

工业相机一般来说都会提供规格书来告诉我们各项参数,以便我们去参考,在选型时前,我们要先知道这些参数代表的意义:

  1. 扫描方式:相机分为面阵(area scan)及线阵(line scan)两种扫描方式。线阵相机必须搭配运动扫描才可以获得一张完成的影像,适用于面积较大的或是高检测精度的应用。面阵相机则不需搭配运动扫描装置即可取得完整影像。

  2. 解析度(resolution): 解析度决定影像系统处理精度的能力,通常以宽的点数x高的点数表示,ex: 2590 px * 2048 px

  3. 色彩:工业相机分为灰阶(mono)及彩色(color),一般情况都选择灰阶相机,有颜色检测需求的话才会选择彩色相机。

  4. 帧率(frame 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. )。

  5. 工作温度: 相机本身的工作温度设定有一定的范围,若处于超标的环境中,相机可能会不正常运作或导致寿命减短。

  6. 讯号输出界面: 目前市场上用的较多的输出介面有三类,Camera Link、GigE、USB,规格如下表


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镜头

  1. 接口:大部分工业相机贩售时是不含镜头的,所以在选择镜头时要注意接口是否匹配,目前市面上以C-Mount和CS-Mount的规格及种类比较齐全,其他还有像F- Mount等特殊的接口形式。

  2. 光圈:光圈是指镜头所容许的进光量,调整光圈可以控制景深及镜头的成像。光圈大小用f值表示:光圈对影像的影响:f值越小、光圈越大、进光量越大,景深越小。(如下图)


image.png

  1. 视角: 镜头的可视角度,一般用mm表示,视角的选择会根据工作距离及焦距等因素来做决定。

  2. 焦距:镜头光学聚焦点,被摄物在此距离时影像达到最清晰的状态。

  3. 景深(DOF, Depth of field):指相机对焦点前后相对清晰的成像范围

  4. 变形(Distortion):变形是指镜头在镜片曲面下造成的影像失真,这是透镜的特性,无法消除,只能改善,所以特别是在量测方面的应用,就必须慎选镜头,否则量测的结果会与实际有落差。

  5. 工作距离(WD, Working Distance):镜头最下缘处到目标物的距离。

结语

以上是一些相机镜头的的基本知识,及在选型时需要注意的事项,让有兴趣的初学者能快速的了解视觉应用概括的内容。



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