机器视觉 2021-04-26 11362 0
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：
高快门速度和帧速率
坚固性和可靠性
以编程方式访问摄像机参数
电子触发器
高数据传输速度。
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。
根据图像格式，可以将相机分为三类：
2D相机
3D相机
高光谱相机
根据获取类型，摄像机分为两种：
线扫描相机
区域扫描相机
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。
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。
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。
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：
大宽度
对于圆柱形或旋转物体
对于更高分辨率的图像
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。
