【最全基础知识1】机器视觉系统硬件组成之工业相机篇

工业相机是一种非常重要的机器视觉器件，它能够将被采集的图像信息通过电路转换成电信号，再通过模数转换器（ADC）将其转化为数字信号，最后以标准的视频信号输出。工业相机在机器视觉领域得到了广泛应用，包括质量控制、工业检测、医疗诊断、安全监控以及交通管理等诸多领域。

 目录

机器视觉是通过光学装置和非接触传感器自动地接收和处理一个真实物体的图像，以获得所需信息或用于控制机器人运动的装置。简单来说，机器视觉是用机器代替人眼来做测量和判断，它依赖于一系列设备和技术，其中工业相机是核心组件之一。

一、定义及原理

工业相机，也被称为摄像机，是机器视觉系统中的一个关键组件，其最本质的功能就是将光信号转变成有序的电信号。机器视觉系统通过图像摄取装置（即工业相机）将被摄目标转化为图像信号，这些信号被传送到专用的图像处理系统。系统根据像素分布、亮度、颜色等信息，将这些信号转化为数字化信号，并进行各种运算来抽取目标的特征，进而根据判别的结果来控制现场的设备动作。

二、分类

1. 按照芯片结构分类：CCD相机 & CMOS相机。

2. 按照传感器结构分：面阵相机 & 线阵相机。

3. 按照输出模式分类：模拟相机 & 数字相机。

4. 按照输出色彩分：彩色相机&黑白相机。

工业相机主要基于CCD（电荷耦合器件）或CMOS（互补金属氧化物半导体）芯片。CCD是目前机器视觉中最常用的图像传感器，它集光电转换、电荷存贮、电荷转移和信号读取于一体，是典型的固体成像器件。CMOS图像传感器则将光敏元阵列、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。两者在性能和应用方面各有优势：

• CMOS相机适用于高速和低功耗应用，成本较低。
• CCD相机适用于要求高图像质量和低噪音的应用，成本较高。

面阵相机是每次采集若干行的图像并以帧方式输出。其应用面较广，如面积、形状、尺寸、位置，甚至温度等的测量。面阵相机的优点是可以获取二维图像信息，测量图像直观。缺点是像元总数多，而每行的像元数一般较线阵少，帧速度受到限制。

线阵工业相机，顾名思义是成像传感器呈“线”状的。虽然也是二维图像，但极宽，几千个像素的宽度，而高度却只有几个像素的而已。线阵工业相机具有高扫描频率和高分辨率。其典型应用领域是检测连续的材料，例如金属、塑料、纸和纤维等。被检测的物体通常匀速运动, 利用一台或多台工业相机对其逐行连续扫描，以达到对其整个表面均匀检测。可以对图像逐行进行处理，或者对由多行组成的面阵图像进行处理。另外线阵工业相机非常适合测量场合&#