工業(yè)相機(jī)的50個(gè)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(gè)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(huì)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(huì)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(dòng)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(huì)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(shí)處理，所以新的圖像進(jìn)來時(shí)，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(duì)驅(qū)動(dòng)程序與工業(yè)相機(jī)硬件資料傳輸?shù)拿總€(gè)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(shí)，應(yīng)該綜合考慮以下幾個(gè)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(hào)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(shí)間積分。

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

　　同時(shí)，選擇 CCD 的時(shí)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(hào)的讀出過程不同；由于 CCD 僅有一個(gè)（或少數(shù)幾個(gè)）輸出節(jié)點(diǎn)統(tǒng)一讀出，其信號(hào)輸出的一致性非常好；而 CMOS 芯片中，每個(gè)像素都有各自的信號(hào)放大器，各自進(jìn)行電荷-電壓的轉(zhuǎn)換，其信號(hào)輸出的一致性較差。但是 CCD 為了讀出整幅圖像信號(hào)，要求輸出放大器的信號(hào)帶寬較寬，而在 CMOS 芯片中，每個(gè)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(duì) 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(hào)，需要后續(xù)的地址譯碼器、模擬轉(zhuǎn)換器、圖像信號(hào)處理器處理，并且還需要提供三組不同電壓的電源同步時(shí)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(chǔ)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(duì) CCD 低很多。同時(shí) CMOS 芯片能將圖像信號(hào)放大器、信號(hào)讀取電路、A/D 轉(zhuǎn)換電路、圖像信號(hào)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(jí)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(gè)光敏輸出，只能按照規(guī)定的程序輸出，速度較慢。CMOS 有多個(gè)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(shí)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(duì) 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(duì)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(dòng)態(tài)范圍

　　6.像元深度

　　7.光譜響應(yīng)

　　8.光學(xué)接口