机器视觉相机的3种类型及其应用
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机器视觉相机的3种类型及其应用

机器视觉 2021-04-26 9062 0


介绍

配备合适的相机可以节省大量时间和资源。但是从这么大的市场上找到适合项目的视觉相机是一种很难的任务,尽管商用相机提供了良好的分辨率和较便宜的选择,但它们不能用于视觉系统,因为机器视觉相机用途不一样。机器视觉相机的一些关键功能包括:

  1. 高快门速度和帧速率

  2. 坚固性和可靠性

  3. 以编程方式访问摄像机参数

  4. 电子触发器

  5. 高数据传输速度。

  6. 可以在恶劣的环境下运行

现在,让我们直接深入研究可用的各种类型的机器视觉相机,以更好地了解它们的独特功能和用途。

相机类型

根据图像格式,可以将相机分为三类:

  1. 2D相机

  2. 3D相机

  3. 高光谱相机

根据获取类型,摄像机分为两种:

  1. 线扫描相机

  2. 区域扫描相机

  3. 2D相机

2D机器视觉相机通过使用反射强度的二维图来扫描图像。顾名思义,2D相机缺少高度元素。因此,我们现在知道什么是2D摄像机。现在,让我们了解传感器如何感知视觉数据以及2D摄像机内部实际发生的情况。 

图像可以分解为像素矩阵。每个像素具有强度值。在单色相机中,此值的范围是0到255。0对应于没有获取的光,而255对应于获取的最大光。同样,彩色相机中的每个像素都存储RGB(红色,绿色,蓝色)值。信息以这些值的形式被感知。

每个传感器都细分为这些像素。依次地,每个像素由透镜和光电二极管组成。透镜负责投射光并将其引导至光电二极管。然后,光电二极管将该光能转换为电能。然后,完成编码,从而为您提供0到255之间的数字(对于单色相机)。对于彩色摄像机,有三个滤色镜,每个滤色镜分别代表红色,绿色和蓝色。这些滤镜为三种颜色生成三种不同的强度值。这是单色相机和彩色相机之间的区别。但是,彩色和黑白相机背后的基本思想是相同的。在这两种情况下,我们都有一堆像素使光线到达光电二极管,从而产生数字值。

3D相机

3D机器视觉相机可从各个角度捕获尺寸数据。这些摄像机提供点云,即存储与位置和形状有关的数据的数字化模型。由于这些摄像机可以捕获深度的其他元素,因此3D系统可以克服困扰2D系统的照明和对比度限制。主要有四种不同类型的3D摄像机,分别是:

飞行时间

此3D视觉摄像机基于照射所需区域的脉冲光。相机会根据脉冲撞击物体并反射回来所花费的时间来计算深度。

激光三角剖分

在激光三角剖分类型中,激光被投射到对象上。根据激光中的图案变化,相机可以使用三角函数对高度进行三角测量。

立体视觉

立体视觉使用两个2D摄像机。这两个摄像机类似于人眼,可捕获物体的2D图像。然后,使用专用算法将图像叠加以形成3D图像。3D立体视觉用于机器人技术和监视应用程序。

结构光

结构光与激光三角测量相同,不同之处在于,结构光将结构光投射到对象上,并根据图案重新校准高度图。

光谱相机

可见波长只能表面检查物体。例如,UV成像在材料裂纹和故障检测中非常普遍。这是因为一旦用某些特定材料处理后,微小的内部裂纹就会在UV光谱中可见。 

光谱摄像机是一种可以“看到”可见光谱范围之外的光波长的摄像机。这样的相机功能强大,因为它们提供了许多其他功能。红外光在检查天然产品中特别有用。说我们必须检查苹果。如果苹果内部腐烂,红外成像将显示出颜色强度的差异,而RGB相机则无法做到。

线扫描相机

为了使用线扫描相机生成2D图像,使对象沿着传感器的窄轴移动,一次扫描一行,并使用该软件重建图像。当物品经过摄像机时,整个图像逐行构造。由于帧速率高,线扫描相机可以高速生成超高分辨率的图像。 

大多数视觉应用程序都使用区域扫描相机。但是,在某些应用中,行扫描相机更适合。这些都是:

  1. 大宽度

  2. 对于圆柱形或旋转物体

  3. 对于更高分辨率的图像

结论

在本文中,我们讨论了不同类型的相机,其用途和功能。最终,您必须仔细检查预期的应用程序和环境,以选择适合您的应用程序。



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