视觉检测设备的工业相机详情介绍（下）

工业相机在现代机器视觉中的应用非常广泛，所有的视觉检测设备都离不开工业相机，工业相机可以说是视觉检测机中的重要组成部分。今天我们接着上篇继续来谈谈工业相机！

17、线阵相机有哪些特点？

（1）线阵相机使用的线扫描传感器通常只有一行感光单元（少数彩色线阵使用三行感光单元的传感器）；

（2）线阵相机每次只采集一行图像；

（3）线阵相机每次只输出一行图像；

（4）与传统的面阵相机相比，面阵扫描每次采集若干行的图像并以帧方式输出。

18、为什么要在机器视觉检测中使用线阵相机？

（1）线阵相机有更高的分辨率；线阵相机每行像素一般为1024，2048，4096，8012；而一般的面阵相机仅为640，768，1280，大于2048的面阵很少见。

（2）线阵相机的采集速度更快；不同型号的线阵相机采集速度从每秒5000行-60000行不等，用户可以选择每几行或者每十几行即构成一帧图像进行处理一次，因此可以达到很高的帧率。

（3）线阵相机可以不间断的连续采集和处理；线阵相机可以对直线运动的物体（直线导轨，滚筒上的纸张，织物，印刷品，传送带上的物体等）进行连续采集。

（4）线阵相机有更简单合理的构造。与面阵相机相比，线阵相机不会浪费分辨率采集到无用数据。

19、什么是智能工业相机？

智能工业相机并不是一台简单的相机，而是一种高度集成化的微小型机器视觉系统。它将图像的采集、处理与通信功能集成于单一相机内，从而提供了具有多功能、模块化、高可靠性、易于实现的机器视觉解决方案。智能工业相机一般由图像采集单元、图像处理单元、图像处理软件、网络通信装置等构成。由于应用了最新的DSP、FPGA及大容量存储技术，其智能化程度不断提高，可满足多种机器视觉的应用需求。

20、CCD芯片与CMOS芯片的主要参数有哪些？

在机器视觉中主要采用的两类光电传感芯片分别为CCD芯片和CMOS芯片，CCD是ChargeCoupledDevice（电荷耦合器件）的缩写，CMOS是ComplementaryMetal-Oxide-SemiconductorTransistor（互补金属氧化物半导体）的缩写。无论是CCD还是CMOS，他们的作用都是通过光电效应将光信号转换成电信号（电压/电流），进行存储以获得图像。CCD芯片与CMOS芯片的主要参数有：

（1）像元尺寸

像元尺寸指芯片像元阵列上每个像元的实际物理尺寸，通常的尺寸包括14um，10um，9um，7um，6。45um，3。75um等。像元尺寸从某种程度上反映了芯片的对光的响应能力，像元尺寸越大，能够接收到的光子数量越多，在同样的光照条件和曝光时间内产生的电荷数量越多。对于弱光成像而言，像元尺寸是芯片灵敏度的一种表征。

（2）灵敏度

灵敏度是芯片的重要参数之一，它具有两种物理意义。一种指光器件的光电转换能力，与响应率的意义相同。即芯片的灵敏度指在一定光谱范围内，单位曝光量的输出信号电压（电流），单位可以为纳安/勒克斯nA/Lux、伏/瓦（V/W）、伏/勒克斯（V/Lux）、伏/流明（V/lm）。另一种是指器件所能传感的对地辐射功率（或照度），与探测率的意义相同，。单位可用瓦（W）或勒克斯（Lux）表示。

（3）坏点数

由于受到制造工艺的限制，对于有几百万像素点的传感器而言，所有的像元都是好的情况几乎不太可能，坏点数是指芯片中坏点（不能有效成像的像元或相应不一致性大于参数允许范围的像元）的数量，换点数是衡量芯片质量的重要参数。

（4）光谱响应

光谱响应是指芯片对于不同光波长光线的响应能力，通常用光谱响应曲线给出。

21、线阵相机与面阵相机的区别在哪里？

线阵CCD工业相机主要应用于工业、医疗、科研与安全领域的图象处理。在机器视觉领域中，线阵工业相机是一类特殊的视觉机器。与面阵工业相机相比，它的传感器只有一行感光元素，因此使高扫描频率和高分辨率成为可能。线阵工业相机的典型应用领域是检测连续的材料，例如金属、塑料、纸和纤维等。被检测的物体通常匀速运动，利用一台或多台工业相机对其逐行连续扫描，以达到对其整个表面均匀检测。可以对其图像逐行进行处理，或者对由多行组成的面阵图像进行处理。另外线阵工业相机非常适合测量场合，这要归功于传感器的高分辨率，它可以准确测量到微米。

对于面阵CCD来说，应用面较广，如面积、形状、尺寸、位置，甚至温度等的测量。面阵CCD的优点是可以获取二维图像信息，测量图像直观。缺点是像元总数多，而每行的像元数一般较线阵少，帧幅率受到限制，而线阵CCD的优点是一维像元数可以做得很多，而总像元数角较面阵CCD工业相机少，而且像元尺寸比较灵活，帧幅数高，特别适用于一维动态目标的测量。

22、线阵相机是如何定义的？

线阵工业相机，机顾名思义是呈“线”状的。虽然也是二维图像，但极长，几K的长度，而宽度却只有几个像素的而已。一般上只在两种情况下使用这种相机：

（1）被测视野为细长的带状，多用于滚筒上检测的问题。

（2）需要极大的视野或极高的精度。

23、智能工业相机中图像采集单元的主要功能是什么？

在智能相机中，图像采集单元相当于普通意义上的CCD/CMOS相机和图像采集卡。它将光学图像转换为模拟/数字图像，并输出至图像处理单元。

24、选择工业相机的一般步骤是什么？

第一步，首先需要知道系统精度要求和工业相机分辨率；

第二步，需要知道系统速度要求与工业相机成像速度；

第三步，需要将工业相机与图像采集卡一并考虑，因为这涉及到两者的匹配；

第四步，价格的比较。

25、智能工业相机与一般工业相机区别在哪里？

智能相机与工业相机区别，简言之：智能相机是一种高度集成化的微小型机器视觉系统；而工业相机是机器视觉系统的组成部分之一。

26、如何用机器视觉系统要求的精度来计算出需要选用相机的像素？

知道实际检测精度来反推该选用多大像素的工业相机可以通过公式来计算得出：X方向系统精度（X方向像素值）=视野范围（X方向）/CCD芯片像素数量（X方向）；Y方向系统精度（Y方向像素值）=视野范围（Y方向）/CCD芯片像素数量（Y方向）来获得。当然理论像素值的得出，要由系统精度及亚像素方法综合考虑。

27、如何根据实际要求的检测速度来推导出该选用什么速度的工业相机？

系统单次运行速度=系统成像（包括传输）速度+系统检测速度，虽然系统成像（包括传输）速度可以根据工业相机异步触发功能、快门速度等进行理论计算，最好的方法还是通过软件进行实际测试。

28、工业相机需要与图像采集卡匹配哪些才能正常使用？

工业相机需要与图像采集卡匹配好才能正常使用，一般需要匹配以下几个：

ａ、视频信号的匹配，对于黑白模拟信号相机来说有两种格式，CCIR和RS170（EIA），通常采集卡都同时支持这两种工业相机；

ｂ、分辨率的匹配，每款板卡都只支持某一分辨率范围内的相机；

ｃ、特殊功能的匹配，如要是用相机的特殊功能，先确定所用板卡是否支持此功能，比如，要多部相机同时拍照，这个采集卡就必须支持多通道，如果相机是逐行扫描的，那么采集卡就必须支持逐行扫描；

ｄ、接口的匹配，确定相机与板卡的接口是否相匹配。如CameraLink、Firewire1394等。

29、USB接口的工业相机与1394接口工业相机的区别在哪里？

USB相机与1394相机从接口方面来说影响到我们选择的因素主要有以下几点：

a、协议规范：1394设备相关工业规范协议有50多种，涉及到从摄像机、工业相机、等设备。各厂家的1394工业相机大都遵循DCAM工业规范。而USB工业相机的接口是近期从商业PC应用中发展起来的商业规范。

b、供电方式：1394工业相机操作电压为8到30VDC，USB工业相机工作电压是5VDC。从供电范围角度看，1394接口符合工业领域单独设备的直流供电要求，比如12VDC或24VDC；而USB接口采用电子线路TTL标准电压供电，一般做设备内部供电使用。

c、操作系统配合：1394接口工业相机在系统重新启动后能够保持原先的地址不变，而USB接口工业相机每次启动后都需要系统重新分配地址的。

d、数据传输：1394接口在处理多台工业相机的数据传输时，有着先天的优势。从发展背景来看，USB接口是承接RS232接口的新一代高速数据传输接口，而1394接口的工业相机是作为替代SCSI和PCI总线的而设计的。

30、智能工业相机中网络通信装置起什么作用？

网络通信装置是智能相机的重要组成部分，主要完成控制信息、图像数据的通信任务。智能相机一般均内置以太网通信装置，并支持多种标准网络和总线协议，从而使多台智能相机构成更大的机器视觉系统。

31、智能工业相机中图像处理单元起什么作用？

在智能工业相机中，图像处理单元类似于图像采集、处理卡。它可对图像采集单元的图像数据进行实时的存储，并在图像处理软件的支持下进行图像处理。