近年來，機器視覺技術發(fā)展迅猛，應用領域已由起初的電子制造和半導體生產(chǎn)，發(fā)展到了包裝、汽車、交通和體育等多個行業(yè)，其中的工業(yè)相機作為機器視覺的核心組件，對于整個技術系統(tǒng)，起著至關重要的作用。那么，什么是工業(yè)相機？如何作用在機器視覺系統(tǒng)中？它和普通單反相機又有什么不同？一起來看。
機器視覺技術是一門涉及人工智能、神經(jīng)生物學、心理物理學、計算機科學、圖像處理、模式識別等諸多領域的交叉學科，主要用計算機來模擬人的視覺功能，從客觀事物的圖像中提取信息，進行處理并加以理解，用于實際檢測、測量和控制。該系統(tǒng)可分為“視”和“覺”兩部分，“視”是將外界信息通過成像來顯示成數(shù)字信號反饋給計算機，需要依靠一整套的硬件解決方案，包括光源、相機、圖像采集卡、視覺傳感器等；“覺”則是計算機對數(shù)字信號進行處理和分析，主要是軟件算法。
工業(yè)相機是機器視覺系統(tǒng)中“視”部分的關鍵組件，其功能就是將光信號轉(zhuǎn)變成有序的電信號，相當于機器視覺系統(tǒng)的“眼睛”，直接決定整個系統(tǒng)所呈現(xiàn)圖像畫面（或數(shù)據(jù)）的質(zhì)量，是整個視覺系統(tǒng)優(yōu)劣的重要判斷因素。
工業(yè)相機主要有以下幾個部分組成：
1.圖像傳感器：是工業(yè)相機的核心部件，通常采用CCD或CMOS傳感器。
（注：CCD，電荷耦合器件圖像傳感器。它使用一種高感光度的半導體材料制成，能把光線轉(zhuǎn)變成電荷，通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器芯片轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，數(shù)字信號經(jīng)過壓縮以后由相機內(nèi)部的閃速存儲器或內(nèi)置硬盤卡保存，因而可以輕而易舉地把數(shù)據(jù)傳輸給計算機，并借助于計算機的處理手段，根據(jù)需要和想象來修改圖像。
2.相機電路板：包括圖像傳感器控制芯片、A/D轉(zhuǎn)換、USB或GigE接口等。
3.鏡頭：負責將物體反射的光線聚焦到傳感器上。
4.濾光片：用于濾掉不需要的光線。
5.燈光源：提供適當?shù)恼彰鳁l件，以確保拍攝到高質(zhì)量的圖像。
6.機殼：通常采用金屬材料，以保護內(nèi)部電子元件不受損壞。
7.其他輔助元件：例如風扇、散熱器、電源等，以保證工業(yè)相機的正常運行。
工業(yè)相機與普通相機的區(qū)別主要體現(xiàn)在以下六點：
1、工業(yè)相機的性能穩(wěn)定可靠易于安裝，相機結(jié)構(gòu)緊湊結(jié)實不易損壞，連續(xù)工作時間長，可在較差的環(huán)境下使用，一般的數(shù)碼相機無法做到。
2、工業(yè)相機的快門時間非常短，可以抓拍高速運動的物體。例如，把名片貼在電風扇扇葉上，以最大速度旋轉(zhuǎn)，設置合適的快門時間，用工業(yè)相機抓拍一張圖像，仍能夠清晰辨別名片上的字體。用普通的相機來抓拍，無法達到該效果。
3、工業(yè)相機的圖像傳感器逐行掃描，普通的相機的圖像傳感器是隔行掃描的，逐行掃描的圖像傳感器生產(chǎn)工藝比較復雜，成品率低，出貨量少，世界上只有少數(shù)公司能夠提供這類產(chǎn)品，例如Dalsa、Sony，而且價格昂貴。
4、工業(yè)相機的幀率遠遠高于普通相機。工業(yè)相機每秒最多可以拍攝幾百幅圖片（目前市場上商用工業(yè)相機大部分拍攝效率在每秒200幅左右），而普通相機無法達到該效率。
5、工業(yè)相機輸出的是裸數(shù)據(jù)(raw data)，其光譜范圍也往往比較寬，比較適合進行高質(zhì)量的圖像處理算法，例如機器視覺(Machine Vision)應用。普通相機拍攝的圖片，圖像質(zhì)量相對較差。
6、工業(yè)相機(Industrial Camera)相對普通相機(DSC)來說價格較貴。
隨著國內(nèi)機器視覺行業(yè)的迅猛發(fā)展，機器視覺系統(tǒng)的重要組件，工業(yè)相機也同樣得到了巨大的發(fā)展。數(shù)字工業(yè)相機對被攝物的大小沒有限制，根據(jù)鏡頭的條件，既可以拍攝一般物質(zhì)，也可以用于顯微鏡攝影。目前，工業(yè)相機的主要用途包括以下幾個方面：
(1)在開發(fā)產(chǎn)品和驗證產(chǎn)品等：如開發(fā)金屬材料及樹脂材料時，用來觀察材料受到?jīng)_擊時內(nèi)部裂紋產(chǎn)生的方向、狀態(tài)等，可用來分析材料被破壞時物質(zhì)的結(jié)構(gòu)，及電子產(chǎn)品的工業(yè)在線檢測等；
(2)包裝和標簽行業(yè)的印刷過程中，能夠?qū)崟r檢測到高速印刷中細微的缺陷，以便采取措施，減少損失。常見的缺陷如劃痕、灰塵、漏印、墨痕、褶皺等都可被檢測出來，提高投資回報，減少廢品支出，提高了客戶滿意度和信任度；
(3)其他領域：如機器視覺、科研、軍事科學、航空航天等眾多領域，尤其是在智能交通行業(yè)：超速抓拍，闖紅燈電子警察、高速路口、卡扣收費等交通行業(yè)也得到了良好的使用。
魯ICP備09100748號-2