工业相机使用笔记

目前工业相机有多种分类方式，以下是基于不同原理和特点的类别总结：

• 按维度分类

  • 2D相机：

    • 原理：通过镜头将二维平面上的物体成像在图像传感器上，传感器上的像素点阵列捕捉物体的光信号，并转换为电信号或数字信号，最终形成二维图像。
    • 应用：广泛应用于工业生产中的外观检测、尺寸测量、字符识别、定位等领域。例如，在电子制造行业，用于检测电路板上的元件是否缺失、焊接是否良好；在印刷行业，检测印刷品的图案、文字是否清晰，有无瑕疵。

  • 3D相机：

    • 原理：通过tof相机，结构光相机、激光三角测量、双目立体视觉等技术，获取物体的三维信息。以结构光为例，相机投射特定的结构光图案到物体表面，根据图案在物体上的变形来计算物体的深度信息。

  • 应用：在工业自动化中，常用于机器人的引导和抓取，让机器人能准确地定位和操作物体；在汽车制造中，对车身的三维尺寸进行检测和精度控制；在物流行业，用于货物的体积测量和分拣。

• 按扫描方式分类
  • 线扫相机：
    • 原理：其图像传感器的感光元素呈线状排列，每次采集只能获取一条线的图像信息。为了得到完整的二维图像，需要物体或相机进行匀速直线运动，使线阵相机逐行扫描，拼接成完整的图像。
    • 应用：适用于检测连续运动的物体，如在造纸、纺织、印刷等行业，对高速运动的卷材、纸张、织物等进行表面缺陷检测；在交通领域，用于拍摄高速公路上的车辆，获取车辆的外形和牌照等信息。
  • 面扫相机：
    • 原理：以面为单位进行图像采集，图像传感器上的像素点呈二维阵列分布，可一次性获取整个视场的二维图像信息。
    • 应用：用于对物体进行快速成像和检测，如在食品包装行业，检测包装外观是否完好、标签是否贴正；在电子芯片制造中，对芯片进行外观检测和尺寸测量。
• 按芯片类型分类
  • CCD相机：集光电转换及电荷存贮、电荷转移、信号读取于一体。它以电荷作为信号，通过光电转换形成电荷包，在驱动脉冲作用下转移、放大输出图像信号。具有图像质量高、抗噪能力强等优点，但成本较高、功耗较大。
  • CMOS相机：将光敏元阵列、图像信号放大器、信号读取电路、模数转换电路、图像信号处理器及控制器集成在一块芯片上，具有良好的集成性、低功耗、高速传输和宽动态范围等特点，在高分辨率和高速场合应用广泛，且性价比高。
• 按输出图像颜色分类

  • 黑白相机：当光线照射到感光芯片时，光子信号转换成电子信号，通过统计电子数目形成反映光线强弱的黑白图像，光的颜色信息未被保留。在对图像颜色要求不高，注重细节和灰度信息的场合应用广泛，如金属表面裂纹检测、零件尺寸测量等，相同分辨率下，其精度高于彩色相机。

  • 彩色相机：通过在感光芯片上添加彩色滤镜或采用分光棱镜等方式，将光线分成不同的颜色分量，如RGB三原色，然后分别进行感光和处理，最终输出彩色图像。适用于对颜色信息有要求的场合，如在印刷品检测中，检测颜色是否准确、有无偏色；在食品检测中，根据颜色判断食品的成熟度和品质。

    其中对于3d相机，下面进行如下比较总结