工业相机维修费用

5. 从平面（2D）走向立体（3D）
无论线阵相机还是面阵相机都只能实现2D成像，缺乏深度的信息，随着检测精度和应用场景复杂度的增加，2D相机越来越难堪重任，可以测量距离和进行三维建模的3D相机应运而生。随着3D视觉技术不断突破，3D相机在精度、速度和灵活度方面远超2D相机，在许多传统视觉“痛点性应用场景”中大显身手。
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图8 2D检测和3D检测的差异比较：2D检测根据灰度信息进行外观尺寸的检测和识别，而3D检测则利用包含高度信息在内的（XYZ坐标）条件进行检测辨别
根据测量原理不同，主流的3D相机一般有三种方案：飞行时间法、结构光法、双目立体视觉法，简单介绍如下：
（1）飞行时间是从Time of Flight直译过来的，简称ToF。其测距原理是通过连续发射经过调制的特定频率的光脉冲（一般为不可见光）到被观测物体上，然后接收从物体反射回去的光脉冲，通过探测光脉冲的飞行（往返）时间来计算被测物体离相机的距离，见图9。
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图9 飞行时间测距原理
（2）结构光法就是使用提前设计好的具有特殊结构的图案（比如离散光斑、条纹光、编码结构光等），将图案投影到三维空间物体表面上，使用另外一个相机观察在三维物理表面成像的畸变情况。如果结构光图案投影在该物体表面是一个平面，那么观察到的成像中结构光的图案就和投影的图案类似，没有变形，只是根据距离远近产生一定的尺度变化。但是，如果物体表面不是平面，那么观察到的结构光图案就会因为物体表面不同的几何形状而产生不同的扭曲变形，而且根据距离的不同而不同，根据已知的结构光图案及观察到的变形，就能根据算法计算被测物的三维形状及深度信息，见图10。
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图10 结构光测距原理
（3）双目立体视觉法仿人眼成像原理，通过计算空间中同一个物体在两个相机成像的视差得到物体离相机的距离，其算法也是根据三角关系计算，见图11。
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图11 双目视觉测距原理
这三种3D视觉方案在检测距离上、精度、检测速度各有优缺点，适用于不同的应用场景，目前处于三国鼎立之势，如表2。结构光方案优势在于技术成熟，深度图像分辨率可以做得比较高，但容易受光照影响，室外环境不适宜使用；ToF方案抗干扰性能好，视角更宽，不足是深度图像分辨率较低，主要用于简单避障和视觉导航，不适合高精度场合。双目方案，成本相对前两种方案，但是深度信息依赖纯软件算法得出，此算法复杂度高，难度很大，处理芯片需要很高的计算性能，同时它也继承了普通RGB摄像头的缺点：在昏暗环境下以及特征不明显的情况下并不适用。当然这三种方案在发展过程中也有一些互相融合趋势，如主动双目+结构光，取长补短，使3D相机能适应更多的场景。也有一些场合可同时使用，如智能手机前置基本确认会采用结构光来做人脸识别，但是后置用来做增强现实（AR）应用，结构光和ToF方案都有应用机会。
表2 3D视觉方案优缺点比较
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纵观机器视觉的发展，主要经历了从黑白到彩色、从低分辨率到高分辨率、从静态到动态、从2D走向3D演变过程，工业相机作为核心硬件，其技术的迭代变化也是遵循相应的发展。随着工业自动化以及机器视觉应用领域多元化发展，工业相机市场也随着机器市场的火热而水涨船高。虽然目前高分辨率、高速等高端工业相机技术还主要掌握在国外大厂手中，包括基恩士、康耐视、Basler、AVT、Teledyne DALSA等，不过随着国内相机厂商技术的不断积累和突破，国产工业相机品牌也开始从低端市场开始逐步取代进口，如大恒图像、华睿科技等。我们相信随着全球制造中心从欧美向亚洲转移，中国从制造大国向制造强国的升级和转型过程，在市场和政策利好的背景下，这对中国的工业相机厂商而言，正是突破和迎头赶超的好时机。

工业相机的主要参数简介
1、像素数：指的是工业相机CCD传感器的像素数，对于一定尺寸的CCD芯片，像素数越多则意味着每一像素单元的面积越小，因而由该芯片构成的工业相机的分辨率也就越高；
2、分辨率：是衡量工业相机优劣的一个重要参数，它指的是当工业相机摄取等间隔排列的黑白相间条纹时，在监视器上能够看到的多线数。
3、照度：也是衡量工业相机优劣的一个重要参数，有时省掉“”两个字而直接简称照度。它指的是当被摄景物的光亮度低到一定程度而使工业相机输出的视频信号电平低到某一规定值时的景物光亮度值；
4、信噪比：也是工业相机的一个主要参数。其基本定义是信号对于噪声的比值乘以20log。CCD工业相机的信噪比的典型值一般为45---55dB；
5、自动光圈接口：目前在市场上见到的标准CCD工业相机大都带有驱动自动光圈镜头的接口，有些可同时提供两种驱动方式（视频驱动、直流驱动）视频驱动方式是指工业相机将视频信号电动机转动；直流驱动方式则是指工业相机内部增加了镜头光圈电动机的驱动电路，可以直接输出直流控制电压到镜头内的光圈电动机并使其转动。一般视频驱动自动光圈接口使用3个针，即电源正、视频、接地；而直流驱动自动光圈接口使用4个针，即阻尼正、阻尼负、驱动正、驱动负；
6、电子快门：是比照照相机的机械快门功能提出的一个术语，它相当于控制CCD?图像传感器的感光时间；
7、自动增益控制：工业相机输出的视频信号必须达到电视传输规定的标准电平，即0.7VPP,为了能在不同的景物照度条件下都能输出0.7VPP的标准视频信号，必须使放大器的增益能够在较大的范围内进行调节。这种增益调节都是通过检测视频信号的平均电平而自动完成的，实现此功能的电路称为自动增益控制电路，简称AGC电路；
8、背光补偿:也称作逆光补偿或逆光补正,它可以有效补偿工业相机在逆光环境下拍摄时画面主体黑暗的缺陷；
9、线锁定同步:是一种利用交流电源来锁定工业相机场同步脉冲的一种同步方式。当图出现因交流电源造成的网波干扰时,将此开关拨到线锁定同步(L、L）的位置,就可以消除交流电源的干扰；
10、白平衡与黑平衡:白平衡是彩色工业相机的重要参数,它直接影响重现图像的彩色效果,当工业相机的白平衡设置不当时,重现图像就会出现偏色现象,特别是会使原本不带色彩的景物也着上了颜色。黑平衡也是彩色工业相机的一个重要参数,它是指工业相机在拍摄黑色景物或者盖上镜头盖时,输出的?3?个基本电平应相等，使在监视器屏幕上重现出纯黑白色；
11、水平相位调整:水平相位(HP)也称作行相位,它与彩色副载波具有严格的锁定关系；
12、垂直相位调整:也称作场相位,它与行相位也具有严格的锁定关系,主要是用于保证正确的电视扫描规律。

工业相机，机器视觉的心脏
工业相机是机器视觉系统中的一个关键组件，其本质的功能就是将光信号转变成为有序的电信号。相比于市面上普通相机来说，具有更高的传输力、抗干扰力以及稳定的成像能力。它由两大基本部件组成：图像感光芯片和数字化的数据接口。
工业相机，机器视觉的心脏
图像感光芯片由数十万至数百万个像素组成，像素把光线的强度转换为电压输出。这些像素的电压被以灰度值的形式输出，所有像素放在一起就形成了图像，传送给计算机。工业相机数据接口主要有USB2.0\USB3.0、1394和千兆以太网这几种。相比于普通相机而言，它具有高的图像稳定性、高传输能力和高抗干扰能力等优点，随着科技的日渐成熟，工业相机得到了飞速发展，成为机器视觉领域的不可缺少的组件。
工业相机，机器视觉的心脏
工业相机根据不同的标准可以有多种分类，例如按照输出信号的方式，可以分为模拟相机、数字相机；根据芯片类型的不同可以分为CCD相机与CMOS相机两种，这种分类方式也是我们为常见的。这里面，CCD全称电荷耦合元件，CMOS全称互补金属氧化物半导体，两者都是图像传感器，都是工业相机的精髓。
工业相机，机器视觉的心脏
选择合适的相机也是机器视觉系统设计中的重要环节，相机的不仅是直接决定所采集到的图像分辨率、图像质量等，同时也与整个系统的运行模式直接相关。选择工业相机时应注意:
1、根据应用的不同来决定是需要选用CCD 还是CMOS， CCD 工业相机主要应用在运动物体的图像提取，CMOS 工业相机一般应该在静止物体的拍图。
2、分辨率的选择，首先考虑待待测量物体的精度，根据精度选择分辨率。其次看工业相机的输出，若是体式观察或机器软件分析识别，分辨率高是有帮助的；若是VGA 输出或USB输出，在显示器上观察，则还依赖于显示器的分辨率，工业相机的分辨率再高，显示器分辨率不够，也是没有意义的。
3、与镜头的匹配，传感器芯片尺寸需要小于或等于镜头尺寸，C或CS安装座也要匹配。
4、相机帧数选择，当被测物体有运动要求时，要选择帧数高的工业相机。但一般来说分辨率越高，帧数越低。
工业相机，机器视觉的心脏
随着国内自动化产业的迅猛发展，也为机器视觉带来了更为广阔的市场空间，而机器视觉系统的核心部件——工业相机也同样得到了巨大的发展。
工业相机，机器视觉的心脏
中国已经成为全球制造业的加工中心，高要求的零部件加工及其相应的先进生产线，使许多具有国际先进水平的机器视觉系统和应用经验也进入了中国。目前，工业相机的应用不管从技术上，还是在市场上，都得到了一定的进步。涉及到的领域众多，涵盖了工业、农业、医药、军事等国民经济的各个行业。
工业相机，机器视觉的心脏
在国内，目前机器视觉的主要应用大部分还是聚集在大规模的自动化生产领域，而一般情况下，这些领域对于成本是非常敏感的，资金投入方面还存在一定的局限性。现在的工业相机市场，从国外购进，价格只增不减；国内自行生产，因为技术的不断升级，成本不断增加，价格也出现了相应的升高。
因此，在未来的发展过程中，国内机器视觉市场需要的是低成本的工业相机。在赶超国际先进水平这段过程中，高性价比的工业相机是更适合中国机器视觉市场的。

工业相机丢帧的原因
在机器视觉系统中，许多视觉应用遇到了工业相机引起的帧丢失，严重影响了后续的图像处理。这是什么原因？如何解决这个问题？主要原因有三：
工业相机丢帧的原因
首先，可视化软件的原因
主要查看图像空间等待可视化软件进行计算，是否存在缓冲机制，以增加图像缓存的缓冲时间，从而可以处理程序的操作。如果图像在稳定操作下比CPU的整体处理速度更快地进入，则当缓存过载时，将发生帧丢失。
第二，工业相机本身
图像传感器首先将图像传送到工业相机的芯片，然后传送到PC。如果PC系统太忙而不能及时处理接收到的图像，并且图像传感器继续传送新图像，则工业相机必须有足够的存储器缓存，否则它将导致帧丢失。
第三、PC系统硬件原因
这里，PC硬件驱动程序有偏差。对于PC机来说，重要的事情是驱动程序的效率和CPU中内核模式的线程数。接收效率不高，工业相机没有足够的缓冲存储器。帧丢失也会发生。
工业相机出现掉帧现象的原因是数据通道被阻塞，无法进行技术处理。因此，当捕获新图像时，可以强制丢弃先前图像，或者强制丢弃新图像。为了解决这个问题，设计者需要精确地设计驱动和工业相机硬件数据传输的每个部分。
工业相机出现掉帧现象的原因是数据通道被阻塞，无法进行技术处理。因此，当收集新图像时，可以强制丢弃先前的图像，或者强制丢弃新图像。一般来说，工业相机的帧丢失与工业相机所使用的传输接口无关。无论是USB、1394、GigE还是相机链接，设计不当的驱动程序或工业相机硬件都是帧丢失的真正原因。原因。
如何解决帧丢失问题？
为了解决这个问题，设计者需要精确地设计驱动和工业相机硬件数据传输的每个部分。有三个地方阻止图像数据：
1、工业相机的一部分
图像传感器将图像传输到相机上的USB芯片，将USB传输到PC，如果PC系统忙于处理接收到的图像，并且图像传感器继续传输新的图像数据，则工业相机必须有足够的存储器缓冲区，反之亦然。
2、可视化软件程序部分
该可视化软件具有用于等待所计算的图像空间的缓冲机制，以便增加图像的缓冲以获得缓冲时间，从而可以处理程序的操作，但是如果操作稳定，则CPU的整体处理速度更快。比图像。速度很慢，当缓存总是超载时，就会出现帧丢失。
3、硬件PC系统部分
这部分偏向PC硬件驱动程序，与可视化软件程序无关。PC机接收的关键是驱动程序的效率，在内核模式下有多少线程处于CPU时间，接收效率不高，工业相机没有足够的缓冲存储器会导致帧丢失。
工业相机具有非常快的帧速率。事实上，只要有足够的容量来调整系统的“临时”忙碌，工业相机缓存就不会像PC程序那样扩大规模。USB工业相机将丢弃帧。只有一种情况，机器视觉软件比工业相机图像慢。软件缓存已满，无法存储新图像。但这是系统数据，而不是工业相机掉数据。在这种情况下，不管使用1394接口、USB接口或GigE接口的工业相机，任何接口的工业相机都将得到相同的结果。
因此，在购买工业相机时，必须详细检查其参数，并选择项目的实际要求，以避免发生掉帧事件。

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苏州技优电子技术服务有限公司承接的维修设备有：各工业相机维修，CCD相机维修，工业摄像机维修，CCD摄像机维修，伺服驱动器维修、变频器维修、电源维修、工控主板、驱动板、接口板、信号处理板、温度控制仪器、数控系列各种控制板、工控机、注塑机CPU板、人机界面、温度板、位置板、比例板、放大板、比例阀、注塑机机械手主板、操作盒等自动化设备控制单元维修。公司拥有的电路板维修测试仪，维修技术团队成员都具备10+年以上设备维修实战经验，设备修复率高、维修交期短、价格低、*原理图。主要维修的有BALSER、teli、cognex、西门子、ABB、欧姆龙、伦茨、松下、富士、施耐德、法那科、安川、台达、东芝、三菱、百格拉等。公司客户行业涉及机械制造、注塑业、橡胶、电路板制造工厂、印刷、电梯、汽车生产、发电、电镀、、食品、包装等。公司秉承“顾客至上，锐意进取”的经营理念，坚持“客户”的原则为广大客户提供的服务。欢迎惠顾！