视觉系统的关键零部件---工业相机

众所周知，自动化转向智能化其实就是数据化、网络化。而最基础的就是数据采集，这是非常关键的一步，数据化的采集通常依靠传感器或视觉系统。而视觉系统最关键的一环就是工业相机，它的性能直接关系到数据采集的图像的清晰度，而清晰度直接就会影响到后续数据处理的难易度，准确度。所以今天我们来谈一谈---------工业相机。
   
工业相机是相比于传统的民用相机而言，它具有高的图像稳定性、高传输能力和高抗干扰能力等，市面上工业相机大多是基于CCD（Charge Coupled Device）或CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor）芯片的相机。

CCD是目前机器视觉最为常用的图像传感器。它集光电转换及电荷存贮、电荷转移、信号读取于一体，是典型的固体成像器件。CCD的突出特点是以电荷作为信号，而不同于其它器件是以电流或者电压为信号。这类成像器件通过光电转换形成电荷包，而后在驱动脉冲的作用下转移、放大输出图像信号。典型的CCD相机由光学镜头、时序及同步信号发生器、垂直驱动器、模拟/数字信号处理电路组成。CCD作为一种功能器件，与真空管相比，具有无灼伤、无滞后、低电压工作、低功耗等优点。

CMOS图像传感器的开发最早出现在20世纪70 年代初，90 年代初期，随着超大规模集成电路 (VLSI) 制造工艺技术的发展，CMOS图像传感器得到迅速发展。CMOS图像传感器将光敏元阵列、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，还具有局部像素的编程随机访问的优点。CMOS图像传感器以其良好的集成性、低功耗、高速传输和宽动态范围等特点在高分辨率和高速场合得到了广泛的应用。
       
当然这些上面是按照芯片进行分类：除此之外
按照传感器的结构特性可以分为线阵相机、面阵相机；
按照扫描方式可以分为隔行扫描相机、逐行扫描相机；
按照分辨率大小可以分为普通分辨率相机、高分辨率相机；
按照输出信号方式可以分为模拟相机、数字相机；
按照输出色彩可以分为单色（黑白）相机、彩色相机；
按照输出信号速度可以分为普通速度相机、高速相机；
按照响应频率范围可以分为可见光（普通）相机、红外相机、紫外相机等等。
  
随着行业需求的发展，客户对产品要求越来越高，智能相机出现了，简单一点说，智能相机(Smart Camera)并不是一台简单的相机，而是一种高度集成化的微小型机器视觉系统。它将图像的采集、处理与通信功能集成于单一相机内，从而提供了具有多功能、模块化、高可靠性、易于实现的机器视觉解决方案。同时，由于应用了最新的DSP、FPGA及大容量存储技术，其智能化程度不断提高，可满足多种机器视觉的应用需求。
 
它的结构图通常分成几个部分：图像采集单元、图像处理单元、图像处理软件、网络通讯装置。

图像采集单元：在智能相机中，图像采集单元相当于普通意义上的CCD/CMOS相机和图像采集卡。它将光学图像转换为模拟/数字图像，并输出至图像处理单元。

图像处理单元：类似于图像采集/处理卡。它可对图像采集单元的图像数据进行实时的存储，并在图像处理软件的支持下进行图像处理。

图像处理软件：主要在图像处理单元硬件环境的支持下，完成图像处理功能。如几何边缘的提取、Blob、灰度直方图、OCV/OVR、一维码/二维码，简单的定位和搜索等。在智能相机中，以上算法都封装成固定的模块，用户可直接应用而无需编程；


网络通信装置：信任务。智能相机一般均内置以太网通信装置，并支持多种标准网络和总线协议，从而使多台智能相机构成更大的机器视觉系统。