工業(yè)相機(jī)的50個經(jīng)典問題詳細(xì)解答

本文檔的主要內(nèi)容詳細(xì)介紹的是工業(yè)相機(jī)的50個經(jīng)典問題詳細(xì)解答。

　　1：工業(yè)相機(jī)的丟幀的問題是由什么原因引起的？

　　經(jīng)常會有一些機(jī)器視覺工程師認(rèn)為 USB 接口的工業(yè)相機(jī)會造成丟幀現(xiàn)象。一般而言，工業(yè)相機(jī)丟幀與工業(yè)相機(jī)所采用的傳輸接口是沒有關(guān)系的，無論是 USB，還是 1394、GigE、或者是 CameraLink。設(shè)計(jì)不良的驅(qū)動程序或工業(yè)相機(jī)硬件才是造成丟幀的真正原因：設(shè)計(jì)不良的工業(yè)相機(jī)之所以會發(fā)生丟幀的現(xiàn)象，其實(shí)就是資料通道的堵塞，無法及時處理，所以新的圖像進(jìn)來時，前一張可能被迫丟棄，或是新的圖像被迫丟棄。要解決這問題，需要設(shè)計(jì)者針對驅(qū)動程序與工業(yè)相機(jī)硬件資料傳輸?shù)拿總€環(huán)節(jié)進(jìn)行精密的設(shè)計(jì)。

　　2：工業(yè)相機(jī)輸入、輸出接口有哪些？

　　在機(jī)器視覺檢測技術(shù)中，工業(yè)相機(jī)的輸入、輸出接口有 Camera Link、IEEE 1394、USB2.0、 Ethernet、USB3.0 幾種；

　　3：知道被測物的長、寬、高以及要求的測量精度，如何來選擇 CCD 相機(jī)和工業(yè)鏡頭，選擇以上器件需要注意什么？

　　首先要選擇合適的鏡頭。選擇鏡頭應(yīng)該遵循以下原則：

　　1）。與之相配的相機(jī)的芯片尺寸是多大；

　　2）。相機(jī)的接口類型是哪種的，C 接口，CS 接口還是其它接口；

　　3）。鏡頭的工作距離；

　　4）。鏡頭視場角；

　　5）。鏡頭光譜特性；

　　6）。鏡頭畸變率；

　　7）。鏡頭機(jī)械結(jié)構(gòu)尺寸；

　　選擇 CCD 相機(jī)時，應(yīng)該綜合考慮以下幾個方面：

　　1）。感光芯片類型；CCD 還是 CMOS

　　2）。視頻特點(diǎn)；包括點(diǎn)頻、行頻。

　　3）。信號輸出接口；

　　4）。相機(jī)的工作模式：連續(xù)，觸發(fā)，控制，異步復(fù)位，長時間積分。

　　5）。視頻參數(shù)調(diào)整及控制方法：Manual、RS232.

　　同時，選擇 CCD 的時候應(yīng)該注意，l inch = 16mm 而不是等于 25.4mm.

　　4：CCD 相機(jī)與 CMOS 相機(jī)的區(qū)別在哪里？

　　1、成像過程

　　CCD 與 CMOS 圖像傳感器光電轉(zhuǎn)換的原理相同，他們最主要的差別在于信號的讀出過程不同；由于 CCD 僅有一個（或少數(shù)幾個）輸出節(jié)點(diǎn)統(tǒng)一讀出，其信號輸出的一致性非常好；而 CMOS 芯片中，每個像素都有各自的信號放大器，各自進(jìn)行電荷-電壓的轉(zhuǎn)換，其信號輸出的一致性較差。但是 CCD 為了讀出整幅圖像信號，要求輸出放大器的信號帶寬較寬，而在 CMOS 芯片中，每個像元中的放大器的帶寬要求較低，大大降低了芯片的功耗，這就是 CMOS 芯片功耗比 CCD 要低的主要原因。盡管降低了功耗，但是數(shù)以百萬的放大器的不一致性卻帶來了更高的固定噪聲，這又是 CMOS 相對 CCD 的固有劣勢。

　　2、集成性

　　從制造工藝的角度看，CCD 中電路和器件是集成在半導(dǎo)體單晶材料上，工藝較復(fù)雜，世界上只有少數(shù)幾家廠商能夠生產(chǎn) CCD 晶元，如 DALSA、SONY、松下等。CCD 僅能輸出模擬電信號，需要后續(xù)的地址譯碼器、模擬轉(zhuǎn)換器、圖像信號處理器處理，并且還需要提供三組不同電壓的電源同步時鐘控制電路，集成度非常低。而 CMOS 是集成在被稱作金屬氧化物的半導(dǎo)體材料上，這種工藝與生產(chǎn)數(shù)以萬計(jì)的計(jì)算機(jī)芯片和存儲設(shè)備等半導(dǎo)體集成電路的工藝相同，因此生產(chǎn) CMOS 的成本相對 CCD 低很多。同時 CMOS 芯片能將圖像信號放大器、信號讀取電路、A/D 轉(zhuǎn)換電路、圖像信號處理器及控制器等集成到一塊芯片上，只需一塊芯片就可以實(shí)現(xiàn)相機(jī)的所有基本功能，集成度很高，芯片級相機(jī)概念就是從這產(chǎn)生的。隨著 CMOS 成像技術(shù)的不斷發(fā)展，有越來越多的公司可以提供高品質(zhì)的 CMOS 成像芯片，包括：Micron、 CMOSIS、Cypress 等。

　　3、速度

　　CCD 采用逐個光敏輸出，只能按照規(guī)定的程序輸出，速度較慢。CMOS 有多個電荷-電壓轉(zhuǎn)換器和行列開關(guān)控制，讀出速度快很多，目前大部分 500fps 以上的高速相機(jī)都是 CMOS 相機(jī)。此外 CMOS 的地址選通開關(guān)可以隨機(jī)采樣，實(shí)現(xiàn)子窗口輸出，在僅輸出子窗口圖像時可以獲得更高的速度。

　　4、噪聲

　　CCD 技術(shù)發(fā)展較早，比較成熟，采用 PN 結(jié)或二氧化硅隔離層隔離噪聲，成像質(zhì)量相對 CMOS 光電傳感器有一定優(yōu)勢。由于 CMOS 圖像傳感器集成度高，各元件、電路之間距離很近，干擾比較嚴(yán)重，噪聲對圖像質(zhì)量影響很大。近年，隨著 CMOS 電路消噪技術(shù)的不斷發(fā)展，為生產(chǎn)高密度優(yōu)質(zhì)的 CMOS 圖像傳感器提供了良好的條件。

　　5：工業(yè)相機(jī)都有哪些主要參數(shù)？

　　1.分辨率

　　2.速度（幀頻/行頻）

　　3.噪聲

　　4.信噪比

　　5.動態(tài)范圍

　　6.像元深度

　　7.光譜響應(yīng)

　　8.光學(xué)接口