MV-D1024-Trackcam-适合高速物体跟踪的相机<?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />
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,那么这时候用高速相机就有些浪费了。
一般来说,高速相机分为一体式高速相机和在线式高速相机两种。所谓一体式高速相机,是指高速相机自带高速内存,拍摄的图像直接保存在相机自带的内存中,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相机越来越引起人们的重视,这就是在线式高速相机。在线式高速相机由CMOS高速相机、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相机都比较昂贵。相对于一体式高速相机,在线式高速相机在价格上具有很大的优势。在线式高速相机有CMOS高速相机,高速图像采集卡和计算机三大部分组成,如图:
在线式高速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接口的相机能达到每秒钟500帧的速度,如意大利Tattile的Tapix MBM1300@500,该相机的分辨率为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相机,如MV-D1024E-160-CL-12,该相机的分辨率为1024*1024像素,采用Camera Link Base接口,最高帧速为每秒150帧。由于采用了相机内置的图像校正算法,Photonfocus的CMOS相机能获得更高质量的图像,其图像采样精度能达到12bit。
在线式高速相机虽然在全分辨率的情况下,没有一体式高速相机的拍摄速度快,但对某些只需要高速传输整个图像中的一部分的应用,在线式高速相机提供了物美价廉的另一种选择。Photonfocus公司的CMOS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-160-CL-12在不同分辨率下的拍摄速度:
分辨率 | 1024 X 1024 | 752 X 582 | 512 X 512 | 640 X 480 | 320 X 240 | 256 X 256 | 160 X 120 | 128 X 128 | 64 X 64 |
帧速 | 150 | 356 | 588 | 505 | 1941 | 2241 | 6995 | 7927 | 16090 |
从上表中可以看出,MV-D1024E-160-CL-12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相机的超凡功能。
以AK-47子弹为例,该子弹的口径为<?xml:namespace prefix = st1 ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:smarttags" />7.62mm,出膛速度大约为800米/秒。在拍摄子弹出膛时,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7.62/0.5≈16,所拍摄的视场宽度为1024*0.5≈50厘米。假设按照32*1024来设置ROI,则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相机可以完成子弹出膛速度、姿态的图像采集。
Photonfocus的MV-D1024E-160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。我们在测试的时候,将相机的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。
Photonfocus的MV-D1024-Trackcam和Silicon Software的采集卡MicroEnable III Fast Configuration就是为这类应用专门定制的解决方案。我们知道,CameraLink接口的采集卡都是通过一个模拟RS232接口来控制相机、修改相机的参数,其数据速率只有9.6kb/s,所以不能实时修改相机的参数,比如ROI、曝光时间等。Silicon Software的采集卡专门针对Trackcam提供了一个40Mb/s的控制参数传输通道,所以每帧设置ROI、曝光时间和Linlog参数。
MV-D1024-Trackcam的分辨率为1024*1024,最高采集速度为75帧/秒,MV-D1024-Trackcam和MicroEnable III FC采集卡适合以下应用:
1. 高速运动物体的跟踪
2. 同时检测物体的不同区域
3. 需要每帧设置ROI、曝光参数和Linlog参数
4. 工业检测(激光焊接、激光检测、PCB检测)
5. 运动分析
6. 科学研究
更多详细信息请参考公司网站:ww.rockettech.com.cn
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