機(jī)器視覺應(yīng)用的攝像頭設(shè)計(jì)

攝像頭連接到主機(jī)的電氣接口包括：

1 火線 IEEE 1394 接口

2 USB 接口

3 自動(dòng)化圖像協(xié)會(huì)定義的千兆以太網(wǎng)視覺接口 (GigE Vision interface)

4 合成模擬視頻接口

5 LVDS

離線處理的一大優(yōu)勢在于，單靠一個(gè)主機(jī)就能滿足攝像頭操控與系統(tǒng)控制兩者之需。不過，由于視頻數(shù)據(jù)從攝像頭每幀傳輸存在一定的延遲，因此這種處理方式不適用于實(shí)時(shí)處理的應(yīng)用，比如器件生產(chǎn)過程中傳送帶上的產(chǎn)品檢查。

2 在線處理功能的攝像頭

近期，DSP 處理器發(fā)展非?？?，已經(jīng)具備實(shí)時(shí)執(zhí)行復(fù)雜算法的計(jì)算功能，因此也使得攝像頭的在線處理成為可能。此類攝像頭包括感應(yīng)器與 DSP 處理器，二者可通過非粘接邏輯、也可通過某種粘接邏輯連接。DMA 將感應(yīng)器掃描的視頻直接發(fā)送至 DSP 存儲(chǔ)器，并進(jìn)行逐幀處理。控制函數(shù)的最終結(jié)果由處理器在被控制的系統(tǒng)中直接啟動(dòng)，或在主機(jī)上作為命令啟動(dòng)。

在攝像頭中進(jìn)行視頻處理的優(yōu)勢在于，數(shù)據(jù)處理可實(shí)時(shí)進(jìn)行，而且在火線、USB 或千兆以太網(wǎng)接口上沒有分組處理的負(fù)擔(dān)。我們可采用字節(jié)優(yōu)化型匯編代碼，在時(shí)鐘頻率超過 300 MHz 的 DSP 處理器上加快實(shí)時(shí)處理速度。

圖像算法的實(shí)時(shí)處理對(duì)檢查應(yīng)用至關(guān)重要，例如，能夠檢查出傳送帶上移動(dòng)過快的的器件。一個(gè)幀圖像的計(jì)算完成并采取相應(yīng)行動(dòng)后，才可以繼續(xù)向系統(tǒng)傳輸下一個(gè)圖像幀。

至關(guān)重要的規(guī)范：

對(duì)于機(jī)器視覺系統(tǒng)來說，圖像質(zhì)量是直接影響最終圖像處理結(jié)果的關(guān)鍵因素。特別是在自然光照條件下，圖像質(zhì)量隨著光源條件的變化會(huì)有明顯的不同。對(duì)諸如“增益”和“曝光時(shí)間”等攝像頭設(shè)置作出相應(yīng)調(diào)解可對(duì)不穩(wěn)定的環(huán)境光情況作出補(bǔ)償，從而提高圖像質(zhì)量。

根據(jù)最終應(yīng)用的情況和感應(yīng)器與掃描對(duì)象的距離，光源可由單獨(dú)的設(shè)備提供，也可以是攝像頭透鏡周邊的一部分。如果光源在攝像頭周邊，那么攝像頭可與光源一起移動(dòng)。常用的光源包括鹵素?zé)襞?、熒光燈泡以及發(fā)光二極管 (LED) 等。

影響圖像質(zhì)量的因素包括：

1 光照強(qiáng)度

2 光照方向

3 目標(biāo)距離

4 焦距

5 采樣率

6 曝光時(shí)間和增益

7 暗漏電流

8 分辨率（像素?cái)?shù)量）

透鏡的選擇與要求：