工業(yè)相機主要由兩大基本部件組成:數字化的數據接口和圖像感光芯片。數據接口主要有USB 2.0、1394和千兆以太網(wǎng)三種,圖像感光芯片由數十萬(wàn)至數百萬(wàn)甚至上千萬(wàn)個(gè)像素組成。像素把光線(xiàn)的強度轉換為電壓輸出,這些像素的電壓被以灰度值的形式輸出,所有像素放在一起就形成了圖像,發(fā)送給計算機。
圖像感光芯片
以前工業(yè)相機都使用CCD芯片,這使得相機具有高靈敏度和低圖像噪聲。CCD工業(yè)相機還具有以下三個(gè)主要特征:
1. 全局快門(mén)
2. 黑白與彩色兩種型號
3. 長(cháng)期都有庫存
如今,越來(lái)越多的CMOS感光芯片也被用于工業(yè)相機領(lǐng)域。它們成本較低,可以有效降低機器視覺(jué)應用的整體造價(jià),但是大多數CMOS相機的卷簾式快門(mén)限制了其應用領(lǐng)域。
不做圖象處理
工業(yè)相機本質(zhì)上是將光子信號轉換為數字信號的設備,數字感光芯片還將一些物理及化學(xué)方面的屬性(如溫度、酸度等)轉換為數字信號,感光芯片不對這些屬性進(jìn)行任何分析處理,它們只是盡可能準確的將其轉換為數字信號。而上述所謂的數字信號就是圖像, 這些圖像不一定非得看起來(lái)如何美輪美奐, 在工業(yè)機器視覺(jué)領(lǐng)域,只需要相機盡可能精確的將光信號轉換為電信號。所以,工業(yè)相機不會(huì )美化它拍攝的畫(huà)面, 同理,機器視覺(jué)領(lǐng)域也應盡量避免壓縮圖像。
鏡頭
機器視覺(jué)技術(shù)的應用領(lǐng)域非常廣泛, 故而,大部分工業(yè)相機在出售時(shí)都不帶鏡頭,但帶有鏡頭基座,客戶(hù)可以根據自己的實(shí)際使用要求進(jìn)行合適的選擇。工業(yè)鏡頭大多使用兩種接口:C口和CS口。此外,市場(chǎng)上還有顯微鏡、望遠鏡、內窺鏡等許多基于其他類(lèi)型接口標準的鏡頭。
數字I/O接口
機器視覺(jué)的定義不僅僅是捕捉到圖像,還包括與機器的交互。 為此,工業(yè)相機提供了數字I/O接口。 數字I/O接口用的就是外觸發(fā)輸出。 在外觸發(fā)模式下,相機根據外界事件觸發(fā)快門(mén),捕捉圖像。典型的應用就是傳送帶上安裝光柵,然后將工業(yè)相機放置在旁邊。 當有目標物體經(jīng)過(guò)光柵時(shí),觸發(fā)脈沖信號,進(jìn)而讓相機曝光。
編程界面
工業(yè)相機是數字化的圖像感應設備。 其信號,即圖像,還是要由計算機進(jìn)行分析。在進(jìn)行圖像分析前,需要設置相機參數和捕捉圖像。 通常,機器視覺(jué)需要相機控制、圖象采集和圖象分析這三部分整合為一個(gè)程序。 其生產(chǎn)商一般也都會(huì )提供編程接口,用于相機控制和圖象采集。通常,這些接口是專(zhuān)有的。
長(cháng)期穩定性
機器視覺(jué)早被應用在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域,在該領(lǐng)域的各類(lèi)組件都必須跟上技術(shù)的潮流,但同時(shí)還需保證長(cháng)期的供應。