今天写一下相机与镜头的选型,这个是学习笔记,以前选这个很机械,把需求丢给厂家,他们选好给到我们,我们再根据工况反馈,然后再修改型号~
此处只讨论面阵相机。
以前一直没有深究这个问题,当了解后发现可以少走很多弯路。相机如何选型。机械是做方案的主体,最了解使用工况。现场的尺寸空间,被检测的材质、反光、安装方式,移动机构,都会影响到相机的选型。一般机械提出需求,电气或者软件选型。现实中见的比较多的是电气与软件来选型。有些公司电气与软件是同一个工种。不过深入了解选型后,认为机械提需求再加选型更合适。这个选型仅仅是粗步选型,因为后期还需要做打光测试。
品牌这个因人而异,不同公司不同个人习惯不同。相机这块海康的接受程度较高。
teledyne dalsa加拿大品牌,很多半导体设备上面用这个品牌,只是见过,没用过。
巴士乐德国品牌,只用过一次。
康耐视用过一次,行业内评价较高。
基恩士没有真正用过,用过他们的二手相机,是二次开关的,不是基于他们平台。
大恒北京的,用的不多。
海康杭州的,用的最多。
大华的接触过,当时想替换其它的品牌,但最终还是没有用过。
迈德威视,用过几次,武汉有几个公司用他们的相机硬件较多。
参数这一块,每家不一样,且种类繁多。数据接口、镜头接口、像素、像元尺寸、靶面尺寸、镜像(水平镜像/垂直镜像)、颜色。以前对这些参数一直搞不清。后面咨询了一下厂家及在网上查了一些资料,基本上模清规律。
这种一般是网口和USB3.0这两种,也有其它接口,特别是模拟相机,那种录像功能的,接口种类非常多。
工业相机镜头接口常用的有C接口、CS接口、F接口、V接口、T2、Leica、M42接口(M42接口通常有T型:M42×0.75 以及SLR型:M42×1)、M72接口等。
一般是C口较多,C接口和CS接口是工业相机与镜头联接最常见的国际标准接口,为1英寸-32UN英制螺纹连接口,C型接口和CS型接口的螺纹连接是一样的,区别在于C型接口的后截距为17.5mm,CS型接口的后截距为12.5mm。所以CS型接口的工业相机可以和C口及CS口的镜头连接使用,只是使用C口镜头时需要加一个5mm的接圈;C型接口的工业相机不能用CS口的镜头。
F接口、M42、M72常用于大分辨率面阵相机及线阵相机。
F接口镜头是尼康镜头的接口标准,又称尼康口,也是工业工业相机中常用的类型,一般工业相机靶面大于1英寸时需用F口的镜头。
M42接口通常有T型:M42*0.75 以及SLR型:M42*1。
像素是提高精度的一个很重要的参数。靶面与视野有关。靶面越大,相机的视野越大。
精度=分辨率x有效相素
精度的单位是mm。根据产品表面和照明状况的不同,我们可以通过放大图像观察辨别稳定像素的个数,从而得出精度。如果条件不允许实际测试观察,一般的规律是,如果使用正面打光,有效像素为1个,使用背光,有效像素为0.5个。这个例子我们取1 Pixel,得到精度为0.019mm约等于0.02mm。实际使用时一般有效像素3个。
工业相机参数列表中一般将传感器尺寸参数描述为靶面尺寸,指的是传感器(工作区域为矩形)对角线长度,单位为英寸。但这里的英寸并不是常规的1英寸等于25.4mm的定义,而是一个历史遗留的标准,通常指的是早期摄像管的尺寸,约为16mm。
常见的靶面尺寸包括1’、2/3’、1/2’、1/3’和1/4’等。不同的品牌之间的靶面尺寸有细微差别,具体需要与厂家确认。一般不会直接把宽高标出来,具体需要核对这个尺寸。
靶面尺寸=像元*长边的像素,然后换算成mm。即使是像素尺寸相同,但是也有不同的靶面尺寸。
镜像这个在设计前期一定要确认清楚,感觉这点海康设计的不好,相机的4个安装面并不是都是3个螺纹孔。若是固定相机的面是①面,则只有两个螺纹孔,固定不牢固。海康的相机只有第②个面才有三个螺纹孔。
①面在后时,这个时候成像的方向才是正方向,虽然软件里面有左右镜像上下镜像,但是个人感觉物理上的方位为正最合适。
若是固定的点在镜头上面,相机的可以随意调整,没有限制。不过也会有一个缺点,需要加装一个角度旋转滑台比较合适,因为手动在调角度时,再锁的的那一刻会有偏移,精调过角度位置的人会深有感触。
自动化行业中,海康相机用的较多,此处将海康的型号归纳了一下,如下所示。
海康型号说明:
下面根据一个实际案例来了解具体的参数

例如:MV-CS050-10GC的像元尺寸3.45μm×3.45μm,靶面尺寸2/3”。分辨率2448×2048。
长边=2448*3.45=8445.6um,短边=2048*3.45=7065.6um,对角线=11011um。也就是在1倍率的情况下,视野是8.44*7.06。
若是我们想要更大的视野,比如0.5倍率,视野可以达到16.89*14.13。当然我们不能只看这个视野,当倍率小于1时,视野虽然变大了,但是看到的物体却变模糊了。
已定镜头选择相机
已知客户的镜头的尺寸是1/3,接口是CS接口,视野大小为12*10mm要求精度为0.02mm,则应该选用多大分辨率相机?
计算方法:
(12/0.02)*(10/0.02)=30万像素,但是如果是缺陷检测通常不会只用一个像素表示一个精度,而是乘以3-4倍,即30*4=120万像素。最低不少于120万像素。
已知物体与精度
已知:目标长宽15x15mm,要求0.008mm 的精度,幅宽按1.5倍,即1.5*15=22.5mm。相机像素=幅宽/检测精度=22.5mm/0.008mm= 2812.5 pixel,相机分辨率为2812.5x2812.5=791万像素,考虑检测稳定性,按4个像素对应一个检测精度(边缘像素4,实际对长边和短边各放大2倍)。实际相机分辨率为791x4=3164万像素
综上,3100万像素相机,这里考虑海康的MV-CH310-10GM 相机。
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