面阵工业相机与机器视觉工程应用

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1、工业相机工业相机与机器视觉工程与机器视觉工程王中任王中任襄樊学院机器人与视觉测控研究室襄樊学院机器人与视觉测控研究室2011.32011.3主要内容主要内容一、相机、图像传感器分类一、相机、图像传感器分类二、面阵二、面阵CCDCCD器件组成、工作原理与典型器件器件组成、工作原理与典型器件三、面阵三、面阵CCDCCD图像传感器的特性图像传感器的特性四、四、CMOSCMOS图像传感器组成、原理与典型器件图像传感器组成、原理与典型器件五、五、CMOSCMOS图像传感器的特性图像传感器的特性六、六、CMOSC

2、MOS与与CCDCCD传感器的主要区别传感器的主要区别七、如何选择合适的工业相机？七、如何选择合适的工业相机？八、八、面阵面阵CCDCCD与与CMOSCMOS的图像采集卡简介的图像采集卡简介九、面阵九、面阵CCD/CMOSCCD/CMOS与机器视觉工程应用与机器视觉工程应用十、数字图像处理简介十、数字图像处理简介一、相机、图像传感器分类一、相机、图像传感器分类11、相机的分类、相机的分类ò线阵线阵//面阵面阵ò黑白黑白//彩色彩色ò数字数字//模拟模拟ò隔行隔行//逐行逐行ò低分辨

3、率低分辨率//高分辨率高分辨率òCCD/CMOSCCD/CMOSò⋯⋯⋯⋯22、图像传感器分类、图像传感器分类◆◆按结构分类按结构分类11、线阵、线阵CCDCCD传感器传感器22、面阵、面阵CCDCCD传感器传感器33、、CMOSCMOS图像传感器图像传感器◆◆按功能按功能可见光可见光CCDCCD、微光、微光CCDCCD、紫外、紫外CCDCCD、红外、红外CCDCCD、延迟线、延迟线阵、存储器、多路传输器、多路开关组件、阵、存储器、多路传输器、多路开关组件、CCDCCD可编程可编程横向滤波器、

4、横向滤波器、CCDCCD相关器、时间延迟积分（相关器、时间延迟积分（TDITDI））CCDCCD等。等。◆◆按驱动方式分按驱动方式分包括：虚相包括：虚相CCDCCD、、22相相CCDCCD、、33相相CCDCCD、、44相相CCDCCD等等线阵线阵CCDCCD传感器：传感器：可以直接将接收到的一维可以直接将接收到的一维光信息转换成时序的电信号输出，获得一维光信息转换成时序的电信号输出，获得一维的图像信号。若想用线阵的图像信号。若想用线阵CCDCCD获得二维图像获得二维图像信号，必须使线阵信号，必须使线

5、阵CCDCCD与二维图像作相对的与二维图像作相对的扫描运动，所以用线阵扫描运动，所以用线阵CCDCCD对匀速运动物体对匀速运动物体进行扫描成像是非常方便的。进行扫描成像是非常方便的。面阵面阵CCDCCD传感器传感器::面阵面阵CCDCCD是二维的图像传是二维的图像传感器，它可以直接将二维图像转变为视频信感器，它可以直接将二维图像转变为视频信号输出。但是，面阵号输出。但是，面阵CCDCCD如何将二维图像转如何将二维图像转变为视频信号输出的问题就必须掌握面阵变为视频信号输出的问题就必须掌握面阵CCDCCD

6、的基本工作原理。的基本工作原理。CMOSCMOS图像传感器：图像传感器：CMOSCMOS图像传感器出现图像传感器出现于于19691969年年,,它是一种用传统的芯片工艺方法将它是一种用传统的芯片工艺方法将光敏元件、放大器、光敏元件、放大器、A/DA/D转换器、存储器、数转换器、存储器、数字信号处理器和计算机接口电路等集成在一字信号处理器和计算机接口电路等集成在一块硅片上的图像传感器件，这种器件的结构块硅片上的图像传感器件，这种器件的结构简单、处理功能多、成品率高和价格低廉，简单、处理功能多、成品率高和

7、价格低廉，有着广泛的应用前景。有着广泛的应用前景。二、面阵二、面阵CCDCCD器件组成原理与典型器件器件组成原理与典型器件¾预备知识：二维面阵CCD的输出信号一般遵守电视系统的扫描制式，我们常见的是PAL制式。行正程：52μs，从左到右扫描行周期行逆程：12μs，回扫，消隐¾¾PALPAL制式：制式：场正程：18.4ms，从上到下扫描场周期50HZ场逆程：1.6ms，回扫，消隐面阵面阵CCDCCD分类分类¾¾二维面阵二维面阵CCDCCD是由一维线阵是由一维线阵CCDCCD的光敏单元及的光敏单元及移位寄

8、存器按照一定的方式排列程二维阵列构成移位寄存器按照一定的方式排列程二维阵列构成的。的。¾¾根据排列方式的不同，可以将面阵根据排列方式的不同，可以将面阵CCDCCD分为帧转分为帧转移方式、隔列转移方式、线转移方式和全帧转移移方式、隔列转移方式、线转移方式和全帧转移方式。方式。¾¾帧转移面阵帧转移面阵CCDCCD（（11）场正程为光积分时间，光生电荷被收集到势）场正程为光积分时间，光生电荷被收集到势阱里；光积分结束，进入场逆程。积累信号被转阱里；光积分结束，