工业相机的分辨率和感光芯片
某个应用程序需要什么样的工业相机?这个问题的答案可以从相机所需的分辨率和光敏芯片尺寸这两个概念中推导出来。什么是分辨率?在传统摄影中,分辨率是指图像中两点或两条线间的实际*小距离。但是在讨论数码相机的时候,我们经常会说相机有200万像素的分辨率等。不过,这仅仅是指传感器芯片上的像素数,而不是分辨率。实际分辨率是由相机、镜头和几何因素(如相机和感兴趣对象之间的距离)的总体决定的。提高分辨率确实需要增加像素数,这两者是密切相关的,像素数代表在*佳条件下所能达到的*大分辨率。在工业图像处理中,我们通常使用单个像素所代表的面积或被测物体的大小作为整个系统的分辨率。这种面积或尺寸的大小通常被称为“像素分辨率”。例如,如果一个像素代表一个尺寸为0.1 mm*0.1 mm的正方形,则可以判断该像素分辨率为0.1 mm。对于被测产品的特定检测细节,工业相机的分辨率像素必须高于检测细节的分辨率。如果分辨率与细节大小相等,则细节将显示为一个像素,而细节的结构无法清晰识别。像素分辨率是由公式计算出的一个值,它不一定完全等于实际的像素分辨率。镜头等相机正面的光学元件所能提供的*大分辨率也是一个需要考虑的因素。换句话说,低分辨率镜头会导致相机的实际分辨率低于理论分辨率。
视场是指相机拍摄的图像实际覆盖的区域的大小。视场至少应覆盖目标物体,例如,应用中测量尺寸的误差范围为 10 mm,那么分辨率必须显著高于尺寸公差即每个像素表示 0.05 mm。如果目标物体的尺寸约为200 mm,则所选相机的传感器必须至少为200 mm/(0.05 mm/像素)=每个长度方向4000像素,即VGA分辨率。如果规格不是尺寸误差,而是形状误差,或者是要以相同的分辨率同时测量多个目标对象,那么相机的像素要求将呈指数级增长。更高的分辨率或更大的检测范围需要更多的像素。要检测大面积的高分辨率,可能需要多个摄像头。大多数情况下,为了满足苛刻的拍摄要求,使用多台相机要比使用带有特殊镜头的单台相机更好。
与标准镜头一起使用更经济。用户可以通过光敏芯片尺寸和视场来计算放大倍数,并将其作为以后选择镜头时的一个重要考虑因素。拍摄移动物体或片状物体时,线阵相机通常是*佳选择。线阵相机只能捕捉单线,即一行像素。如果摄像机下的目标物体继续移动,系统后端的计算机硬件会将捕捉到的线条拼接成一个完整的图像。如果目标物体的移动速度快,相机的扫描速度必须与其速度保持一致,才能进行有效的成像。线阵相机通常也用于特殊的处理要求或触发环境,或需要特殊的图像采集卡时。然而,在大多数情况下,具有成本效益的标准接口(如GigE或USB3 Vision)的面阵相机就足够了。高速相机还提供了各种分辨率和灵敏度,让您可以使用相机快速处理具有挑战性的任务。