[Visão Computacional] Conhecimento básico de câmeras (ainda em atualização)

1. Câmera industrial de varredura de área e câmera industrial de varredura de linha

1.1 Diferenças conceituais básicas

As câmeras de varredura de área usam principalmente luz de varredura plana e contínua para detectar produtos;

As câmeras de varredura em linha usam um único feixe de luz de varredura para escanear objetos.

1.2 Vantagens e Desvantagens

(1) Câmera industrial CCD de matriz de área:

Vantagens : Possui ampla gama de aplicações, como medição de área, formato, tamanho, posição e até temperatura. A vantagem do CCD de matriz de área é que ele pode obter informações de imagem intuitivas e bidimensionais de imagens de medição.

Desvantagens : O número total de pixels é grande e o número de pixels em cada linha é geralmente menor que o da matriz linear. A taxa de quadros é limitada. A área de uma matriz de área única é difícil de atender ao campo de visualizar requisitos de medições industriais gerais.

(2) Câmera industrial de matriz linear

Vantagens : Seu sensor possui apenas uma fileira de elementos fotossensíveis, possibilitando altas frequências de varredura e alta resolução . O objeto a ser detectado geralmente se move a uma velocidade constante e uma ou mais câmeras são usadas para varrê-lo continuamente, linha por linha, para obter uma detecção uniforme de toda a sua superfície. Além disso, as câmeras de varredura linear são muito adequadas para situações de medição, graças à alta resolução do sensor, que pode medir com precisão até mícrons.
Desvantagens : Dois requisitos levam às seguintes deficiências no uso de matrizes lineares para adquirir imagens: longo tempo de aquisição de imagem e baixa eficiência de medição; devido à existência de movimento de varredura e links de feedback de posição correspondentes, a complexidade e o custo do sistema aumentam; a precisão da imagem pode ser afetado pela digitalização A influência da precisão do movimento é reduzida, o que afeta a precisão da medição.

2. Modo obturador

Existem três modos de obturador eletrônico, nomeadamente ERS (obturador), GRR (redefinição global) e GS (exposição global).

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3. Tamanho da superfície alvo

4. Tipo de sensor

5. Gatilho

A câmera suporta dois modos de saída, ou seja, modo contínuo e modo de disparo. O gatilho é um modo passivo. No modo de disparo, a câmera entra no estado pronto. Quando o sinal de disparo é gerado, a câmera inicia imediatamente a exposição e depois emite a imagem. O gatilho é geralmente usado para situações com altos requisitos de tempo real, como captura de objetos em movimento em alta velocidade.

5.1 Gatilho suave

Os sinais de gatilho podem ser gerados por software , chamados de gatilhos de software

5.2 Gatilho rígido

Gerado por hardware externo (interruptor mecânico/sensor eletrônico/PLC/microcontrolador/placa IO), é chamado de gatilho de hardware.

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[Definição de sequência de linha de cabeçalho de aviação de seis núcleos] https://www.mindvision.com.cn/uploadfiles/2021/07/08/03150629885989680.pdf

6. Parâmetros principais

Antes de compreender os parâmetros de configuração relacionados à câmera, você deve primeiro ter um certo entendimento da composição da câmera.
[Leitura recomendada] Do CCM à estrutura do sensor
, especialmente a parte do sensor, darei apenas uma breve introdução aqui.

6.1 Sensor de imagem

  • Categoria: Sensor CCD e sensor CMOS. Basicamente é um sensor CMOS.
  • Função: O sensor é o núcleo da câmera, responsável por converter o sinal óptico que passa pela Lente em sinal elétrico, e depois convertê-lo em sinal digital através do AD interno.

6.2 ganho

6.2.1 Ganho analógico (analog_gain) e ganho digital (digital_gain)

  1. Análise de erros
    Exemplo de referência: "Câmera - Ganho Analógico e Ganho Digital"

(1) Ruído causado pelo ganho analógico (analog_gain)

Use os dados para ilustrar: 2,4 e 3,1, que são 2 e 3 após a quantização digital. Mas se o ganho analógico for 2x, eles serão 4,8 e 6,2, e serão 5 e 6 após a quantização. Este é o ruído causado pelo ganho analógico. Mas o ruído causado pelo ganho analógico só é introduzido uma vez. Não será introduzido várias vezes em cascata.

(2) O problema de ruído causado pelo ganho digital (digital_gain) será introduzido em múltiplas cascatas.

Por exemplo, os sinais eram originalmente 2,4 e 3,1 e a diferença de sinal era 0,7. Mas após a digitalização, torna-se 2 e 3, e após 2 vezes, torna-se 4 e 6. Este é o ruído causado pelo ganho digital. Depois de 8x, eles são 16 e 24. Na verdade, o ruído analógico 8x é de apenas 2,4 8 e 3,1 8, e após a quantização digital, é 19 e 25.

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