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文档简介

1、工业相机与镜头选型潘冬宁摘要:在对国内市场工业相机现状分析的基础上,列举了200万像素的四个型号工业相机,并加以对比,最后根据拍摄对象不同,分别选择了ccd的dh-sv2000fc和cmos的dfk-51buc03。最后举例对镜头焦距的选择作了详细阐述。1、 国内市场工业相机现状目前,国内市场工业相机品牌、种类繁多。国内比较有影响力的厂家主要有北京大恒图像,北京微视图像,北京嘉恒中自图像技术有限公司,上海锐势机器视觉科技有限公司,上海高节自动化系统有限公司,西安方诚科技有限责任公司等,其中北京大恒、微视、嘉恒中自的工业相机产品型号众多,并且已有很多实际应用案例;国外的工业相机品牌更是不胜枚举,

2、比如日本的sony、teli,德国的映美精、basler,avt,加拿大的dalsa等等。由于工业相机的种类繁多,各自的应用领域不同等原因,国内市场各品牌工业相机的市场占有率呈现群雄逐鹿态势。2、 几种型号工业相机比较与选择按照传感器的结构特性,工业相机可分为线阵相机和面阵相机,线阵相机适用于一些特殊的场合,如被测视野为细长的带状或者需要极大的视野和极高的精度的场合,面阵相机适用于一次曝光拍摄对象,相对应用范围较广,在此,选择比较的型号均为面阵逐行扫描相机,且输出均是数字信号。工业相机选型的一个重要参数是像素大小,在既定200万像素的前提下,选取了应用比较多的几个品牌相机进行比较,如表2.1所

3、示(以下技术指标均来源于该产品技术手册):型号xcdu100dh-sv2000fcdfk-51buc03dh-hv2003uc品牌sony大恒映美精大恒报价¥16500¥12000¥3070¥3000接口1394b1394ausb2.0usb2.0一般性能分辨率1600*12001600*12001600*12001600*1200帧率15fps14fps20fps10fps感光度2 1x不详0.5 1x1 1x像素深度10bit12bit10bit10bit光学感光元件1/1.8逐行扫描ccd1/1.8逐行扫描ccd1/3逐行扫描cmos1/2 逐行扫描cmos像素尺寸4.4*4.44.4*

4、4.42.8*2.84.2*4.2镜头接口cc,csc,csc,cs调整快门1/10000016s1/500004s1/100004s电子滚动快门增益0db18db不详0db18db不详白平衡不详-6db6db不详机械体积(mm)44*33*57.555.5*65*6550.6*50.6*2938*38*38.7重量140g350g140g不详电气供电电压8v30v12v4.5v5.5v5v功耗3w(12v)3w(12v)1.25w(5v)2.25w(5v)工作环境温度-545050-545050湿度20%80%20%80%20%80%20%80%表2.1 几种型号工业相机比较这几个品牌的工业

5、相机在国内已经有很多实际应用案例,并且有很好的口碑。从表中可以看出,前两个型号均是ccd型相机,且大恒的ccd相机也是采用sony的ccd感光芯片,主要技术指标如帧率、像素尺寸等基本相同,只是xcdu100的快门时间范围优于dh-sv2000fc,说明xcdu100可以拍摄更快速和更低速的对象,而xcdu100的像素深度低于dh-sv2000fc,价格也偏高,因此dh-sv2000fc具有更高的性价比;后两种型号均是cmos相机,无论从帧率,感光度,像素尺寸还是功耗方面比较,dfk-51buc03 均优于dh-hv2003uc,且价格相差不多。ccd相机价格要远远高于cmos相机,但是ccd相

6、机更适合于拍摄动态对象,而cmos相机拍摄动态对象容易出现拖尾现象。综上所述,若是拍摄动态的对象,且运动对象速度不是过快,200万像素的相机可以选择大恒的dh-sv2000fc,与这款相同性能的还有gige(千兆网)接口的型号dh-sv2000gm。若是拍摄静态的对象,由于cmos相机具有价格的绝对优势,且效果可与ccd相机媲美,可以选择映美精的dfk-51buc03。这几个型号的相机均有彩色和黑白的产品,若是不区分观测对象的颜色,一般选用黑白相机。3、 镜头的选择选择镜头关键在于确定镜头的焦距。镜头焦距的确定根据公式:,选择其中较小的值作为镜头焦距。从公式可以看出,镜头焦距的确定与ccd(c

7、mos)格式密切相关。假定一个应用案例:水果分类,目标高度=200毫米,拍摄距离=1000毫米,如图3.1所示,在此选择工业相机型号为dfk-51buc0,其cmos格式为1/3,即3.6(高)*4.8(宽)。其高度焦距为,明显小于宽度焦距,因此镜头焦距确定为17.7毫米。一般百万像素相机可选用日本computar百万像素系列镜头,可以更好的发挥相机的性能。选择镜头的焦距可以略低于计算值,在此选择c1614-m(kp),其规格为2/3,焦距为16毫米。从实例可以看出,选择镜头的型号一般要大于或等于ccd(cmos)芯片的型号。其次,选择镜头的焦距及型号还要根据拍摄场景范围的大小,以及所要求被拍

8、摄场景画面的清晰程度决定。由于可变焦距镜头在重量、尺寸、价格等方面的缺陷,因此一般选用固定焦距镜头。图3.1 水果分类另外,某些特殊情况下,对于很小的物体,拍摄距离可能比选择的镜头的最小拍摄距离还短。在这种情况下,可以通过在镜头与相机之间安装近摄接圈来减小最小拍摄距离。对于很大的拍摄对象和很小的拍摄距离,往往需要选择焦距很小的广角镜头。4、 总结由于条件限制,没有进行实际的市场调研,工业相机的一些选型经验大多来源于书籍、网络以及国内几家工业相机公司的技术支持。由于对观测对象和拍摄场景还不清楚,仅对镜头焦距的选择作了详细阐述。通过对工业相机与镜头的选型,初步掌握了工业相机与镜头的主要技术参数及选型要点,了解了工业相

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