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高速相机是什么?

高速相机是什么?

【摘要】:
工业相机按照相机的信号输出速度标准可以将工业相机分为普通速度相机与高速相机两种,一般高速相机指的是数字工业相机。
  工业相机按照相机的信号输出速度标准可以将工业相机分为普通速度相机与高速相机两种,一般高速相机指的是数字工业相机。其一般安装在机器流水线上代替人眼来做测量和判断,通过数字图像摄取目标转换成图像信号,传送给专用的图像处理系统,图像系统对这些信号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。 
  广泛应用于生产检测、制药、印刷、电子、电气制造、以及更高要求的行业。相比起普通相机,高速相机具有高图像稳定性、高传输能力和高抗干扰能力等。如下图展示为Photonfocus高速相机系列:
 
选择:
  首先要明白检测任务,是静态拍照还是动态拍照?拍照的频率是多少?是做缺陷检测还是尺寸测量或者是定位?产品的大小(视野)是多少?需要达到多少精度?所用软件的性能?现场环境情况如何?如果是动态拍照,运动速度是多少,根据运动速度选择最小曝光时间以及是否需要逐行扫描的相机;而相机的帧率(最高拍照频率)跟像素有关,通常分辨率越高帧率越低;根据检测任务的不同、产品的大小、需要达到的分辨率以及所用软件的性能可以计算出所需高速的分辨率;现场环境最要考虑的是温度、湿度、干扰情况以及光照条件来选择不同的高速相机。
 
优势:
  1、高速实时无压缩图像记录,实时显示,设定速度回显
  2、系统采用直接将数据写入硬盘的记录方式,解决传统内存记录方式记录时间短的问题,同时解决传统采集系统传输速度受PCI总线带宽限制的问题;
  3、保证100%不丢帧,解决了传统内存记录方式易丢帧、缺乏断电保护等问题;
  4、系统独立工作,几乎不占用计算机资源,可靠性高;
  5、一套系统中可支持多块板卡和相机,同时对多个目标进行跟踪记录;
  6、支持多种外部信号的叠加融合;
  7、支持多种图像格式,有多种软硬件外触发功能;
  8、软件接口简单,便于二次开发和实时处理。
 
运用领域:
  像是电影里面的慢镜头,如飞过的子弹、爆炸的瞬间、精彩搏斗的画面,这些镜头都是通过高速相机拍摄出来的,比如我们一秒钟可以拍摄1000张运动的图,然后以每秒钟25张的帧率播放,这样原本只有1秒时间的的运动画面我们可以用40秒时间来欣赏,其中各种细节都能生动的展现出来,因而才有了那些震撼人心的画面。这是高速相机在我们生活娱乐中对我们的影响。
  在学生教育方面,有些中小学已经在用高速相机做些简单的科普学习,如利用高速相机观察蜜蜂的飞行、水滴的运动瞬间、雪花融合的瞬间等。科天健工程师吴仕琦介绍:“高速相机在各个学院应用特别普通,如材料与科学学院会用到高速相机观察材料拉伸的变化、材料结晶的变化等,土木学院用来做振动测量、冲击测量等,交通学院用到汽车碰撞试验等,生物学院会用到高速相机观察细胞状态等。”也就是说通过高速相机的帮助,可以让我们科教工作者获得更多科研图像与数据,为其研发和教学提供更多帮助。
 
在工业运用上的影响,如pcb的机器视觉检测,机械运转动作分析或故障诊断等。因为在工业检测上,人眼观察通常存在以下缺点:
  1.某些环境恶劣,存在人身安全隐患;
  2.人的变动因素较多,且人眼容易疲劳,在检测精准度上不能一直保持;
  3.人力成本逐渐增加,增加生产成本;                                          
  通过应用高速相机,将机器视觉技术融入自动化生产中,可以实现生产流水线化,既可以提升工作环境的安全性,又提供生产效率,还可以减低成本。
  在医疗方面,如观测吞咽、呼吸道鞭毛运动等,甚至在形体心理学的上,如运用高速相机系统,可以实现人体动作的预判,了解人的心理运动,进而分析出人的下一步动作。
  综上所述,高速相机的优势是显而易见的,而且随着高速相机的应用领域越来越广泛,机器视觉在各种工业应用中占有的席位愈加重要。不过,机器视觉技术进入我国比较晚,属于新兴行业,工业相机的一些技术还不够完善。所以,国内一些知名企业使用的高速相机大部分都是从国外进口。