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工业相机是机器视觉系统中获取图像的关键设备,其功能是将采集到光信号转化为.有序的电信号以便后期进行信号处理,其选择直接决定了图像的分辨率和质量。市场上的CCD工业相机主要类型有面阵CCD工业相机、线阵CCD工业相机和三线传感工业相机。其中面阵CCD工业相机适于拍摄移动的目标,线阵CCD工业相机只适于非移动且边续光照的目标,三线传感器CCD工业相机擅长于拍摄彩色照片。由于输送带处于运动状态,以满足系统功能要求为原则,本系统选用面阵CCD工业相机,,如图2-5所示。
另外,工业相机接口种类较多,一般根据系统的需要而选择,下表2-2列出了工业相机接口的主要类型。
由表2-2的对比可以看出,根据系统对带宽、传输率和功能的要求,以及价格因素的考虑,针对图像检测速度快、数据量大的特点,本系统选用IEEE1394接口,且IEEE1394是目前唯一支持数字相机的高速串行总线[11]。综合考虑系统性能要求和价格因素,本系统选用维视数字图像技术有限公司的MV-VS系列1394接口工业CCD相机,其型号为MV-VS045FC,该相机采用帧曝光CCD,具有成像质量高、检测精度高和噪声低等特点。采用1394标准接口,具有信号稳定、数据传输CPU占用资源少,可以实现多台相机同时采集图像。同时具有明显的价格优势,是一款高性能工业检测专用CCD工业相机。
其功能特点如下:
(1)数字面阵CCD逐行扫描;
(2)软件调整增益和对比度;
(3)可控电子快门,全局曝光,无需附加机械快门;
(4)驱动支持:VFW、OpenCV,LabView.Halcon、MIL;
(5)可触发后延时曝光,可调包长调节帧率;
(6)开发包支持:VC、VB、DelphiBCB;
(7)支持Win2000、XP、Vista以及Linux开发环境下的开发工具;
(8)彩色:8、12bitBayer数据输出;
其具体性能参数表如下:
型号
MV-VS045FC
最高分辨率
780x582
像素尺寸
8.3|jmx8.3nm
传感器类型
逐行扫描CCD
光学尺寸
1/2"
输出颜色
彩色
数据位数
8或12位输出
帧率
50§)s
清晰度
>1000线
信噪比
>56dB
敏感度
0.8V@550nm/lux/S
曝光方式
帧曝光
曝光时间
l/5000s-2s
I/O端口3路可编程光親隔离输入,3路可编程光耦隔离输出
同步方式
连续采集
输出方式
FireWirelEEE1394A
数据传输距离
10米(加中继可达60米)
可编程控制
图像尺寸、亮度、增益、帧率、曝光时间
镜头接口
C口
供电要求
8V-30V电源,正常供电12V
功耗
额定功率:3.0W,最大功率:5.0W
重量、工作温度
350g、0-60°C
尺寸(WxHxD)
65x65x55.5(mm)
MV-VS045FC工业相机有两个接口,一个是标准的ffiEE-1394插座,实现与主机的数据交换,本系统采用总线供电;另一个是HR插座,是相机的I/O口;另外红绿LED灯指示主机与相机是否传输数据,相机的接口分布如图2-6所示。其管脚定义如表2-4和表2-5所示。
如表2-5所示,MV-VS045FC相机提供了 3个输入端口和3个输出端口,在本文中只需要定义2个输出端口,每个端口输出都有光耦隔离,可以输出触发允许信号(Trigger
ready).触发有效灯信号(Strobe)、积分信号(Integration)、用户定义信号(Userset)。通过写相应的寄存器,每个端口都可以设置为上述4个信号中的某一个。其工作原理如图2-7所示。
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