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1、MV-D1024E-160-高速工业相机介绍在拍摄高速运动物体或瞬态变化过程时，需要用到高速工业相机。高速工业相机具有很高的拍摄速度，每秒钟可以拍摄几千帧甚至几百万帧，但高速工业相机价格都比较昂贵。对于有些应用，并不需要整个画面达到那么高的拍摄速度，而是画面中的某些部分需要高速拍摄，比如拍摄子弹出膛速度的应用，只需要拍摄子弹所经过区域的高速图像，那么这时候用高速工业相机就有些浪费了。一般来说，高速工业相机分为一体式高速工业相机和在线式高速工业相机两种。所谓一体式高速工业相机，是指高速工业相机自带高速内存，拍摄的图像直接保存在工业相机自带的内存中，在拍摄完成后再下载到计算机中进行处理。这种高速工
2、业相机的拍摄速度比较高，一般可以达到每秒钟几千帧，上万帧，甚至几十万帧。随着CMOS工业相机技术的发展，以及计算机接口传输速度的提高，另外一种类型的高速工业相机越来越引起人们的重视，这就是在线式高速工业相机。在线式高速工业相机由CMOS高速工业相机、高速图像采集卡和采集计算机构成，一般在全分辨率工作的情况下，可以达到每秒钟500帧。一体式高速工业相机的厂商很多，比如美国的RedLake，德国的Optronis，日本的Photron等。这些厂家提供的高速工业相机都比较昂贵。相对于一体式高速工业相机，在线式高速工业相机在价格上具有很大的优势。在线式高速工业相机由CMOS高速工业相机，高速图像采集卡
3、和计算机三大部分组成，如图：在线式高速工业相机由于受到计算机接口速度的限制，其在全分辨率拍照时，能达到的最高速度受到很大的限制。目前市面上采用Camera Link Full接口的工业相机能达到每秒钟500帧的速度，如意大利Tattile的Tapix MBM1300500，该工业相机的分辨率为1280*1024像素，采用Camera Link Full接口，最高帧速为每秒钟500帧。瑞士Photonfocus公司也提供高速CMOS工业相机，如MV-D1024E-160-CL-12，该工业相机的分辨率为1024*1024像素，采用Camera Link Base接口，最高帧速为每秒150帧。由于
4、采用了工业相机内置的图像校正算法，Photonfocus的CMOS工业相机能获得更高质量的图像，其图像采样精度能达到12bit。在线式高速工业相机虽然在全分辨率的情况下，没有一体式高速工业相机的拍摄速度快，但对某些只需要高速传输整个图像中的一部分的应用，在线式高速工业相机提供了物美价廉的另一种选择。Photonfocus公司的CMOS工业相机采用特殊的数据读出总线，当选取图像中的一部分区域（Rigon Of Interest，简称ROI）时，可在横向和纵向两个方向提高图像传输速度，而其他厂商的CMOS工业相机，当选取ROI时，只有当纵向上的像素变小时，才能提供传输速度。下表是MV-D1024E
5、-160-CL-12在不同分辨率下的拍摄速度：分辨率1024X1024752X582512X512640X480320X240256X256160X120128X12864X64帧速150356588505194122416995792716090从上表中可以看出，MV-D1024E-160-CL-12工业相机可以任意设置ROI以获得更高的拍摄速度。下面以拍摄子弹出膛速度来说明该工业相机的超凡功能。以AK-47子弹为例，该子弹的口径为7.62mm，出膛速度大约为800米/秒。在拍摄子弹出膛时，工业相机与枪身垂直，假设我们要达到的测量精度为0.5mm，则子弹在画面纵向所占的像素数为7.62/0.
6、516，所拍摄的视场宽度为1024*0.550厘米。假设按照32*1024来设置ROI，则工业相机能达到的最大拍摄速度为4567帧/秒。子弹以800米/秒的速度通过宽为50厘米的视场所需要的时间为50厘米/（800米/秒）0.6毫秒，则工业相机可以拍摄到4567帧/秒*0.6毫秒3帧。所以采用Photonfocus的高速CMOS工业相机可以完成子弹出膛速度、姿态的图像采集。Photonfocus的MV-D1024E-160工业相机和Silicon Software的ME IV采集卡结合，可获得很高的性能。ME IV采集卡采用全FPGA设计，板上自带高速内存，能保证图像数据传输的流畅性。我们在测
7、试的时候，将工业相机的ROI设置为128*128，曝光时间设置为10微秒，用ME IV可以获取每秒钟约8000帧的采集速度，而用国外某著名品牌的采集卡就不能达到这么高的采集速度。MV-D1024E-160除了有CMOS工业相机的常规功能，如ROI设置以外，它还有自己独一无二的技术特点。这些特点包括MROI、Decimation和Linlog技术。所谓MROI就是在一个图像中可以最多设置16个ROI，这些ROI组合在一起作为一幅完整的图像输出。比如我们在做PCB检查的时候，并不需要把整个PCB板图都传回计算机处理，只需要把一些重要芯片的焊点位置传回去就可以了，这样MROI就派上了用场。使用MRO
8、I，可以极大地降低图像数据的大小，大大提高图像拍摄的帧速，从而提高PCB板的检测速度。所谓Decimation，就是可在工业相机内部实现整个图像的抽样采样，比如我们可以在图像的横向和纵向只输出偶数行的像素，这样就相当于把图像缩小为原来的1/4。这种功能可以用于多台工业相机的显示，比如我们希望在屏幕上显示4台工业相机的图像，就可以将每台工业相机的Decimation设为2，则每台工业相机只传回缩小为1/4的图像，就可以把4台工业相机的图像同时显示在屏幕上。Linlog技术是Photonfocus的专利技术。我们知道，CMOS工业相机和CCD工业相机的图像灰度输出值都是与光照度成线性关系的，一幅图
9、像中最亮与最暗像素的比值叫做图像的动态范围。一般来说，采用线性响应的CCD工业相机的动态范围为70dB左右，CMOS工业相机在60dB左右。对于某些应用，如激光焊接，其图像中的最亮和最暗部分的比值超过1百万倍，即120dB，远远超过CCD工业相机和常规CMOS工业相机的动态范围。Linlog技术就是在一台工业相机中集成了线性响应和对数响应，在低照度区域采用线性响应，在高亮区域采用对数响应，从而大大提高了图像的动态范围。并且Linlog技术解决了常规对数响应工业相机的很多缺陷，如线性响应和对数响应转折点处的图像对比度降低，没有全局快门等，使其更好地适合高速高动态领域的应用。综上所述，采用Phot
10、onfocus的高速工业相机和Siliconsoftware的高速采集卡，可以完成常规的高速图像的拍摄和存储。Photonfocus的高速工业相机主要适合以下应用：1. 高速运动物体的跟踪2. 同时检测物体的不同区域（MROI）3. 工业检测（激光焊接、激光检测、PCB检测）4. 运动分析5. 科学研究北京科天健图像技术有限公司是瑞士Phtonfocus公司、德国Optronis公司在中国大陆及香港地区的独家代理。北京科天健图像技术有限公司专注于工业相机和机器视觉领域，主要代理的产品有高速CMOS工业相机、一体式高速工业相机、CCD工业相机、高端FPGA图像采集卡。公司自研产品曝光高速频闪灯、多台工业相机同步控制器。同时，公司还根据客户的需要，量身定制机器视觉解决方案。更多详细信息请参考公司网站：或联系：电话：010-82780977EMAIL:
