工业自动化设备特殊应用上,用到哪些特殊相机设备（工业自动化设备特殊应用上,用到哪些特殊相机）

在工业上，除了常见的可见光2D和3D相机外，还有一些用于某些特殊应用的特殊相机。

1. 红外摄像头

通常，人眼的可见光范围为390nm-780nm。波长超过780nm 的被视为红外光。红外光一般分为近红外NIR、短波红外SWIR、中波红外MWIR、长波红外LWIR、微波等。

红外相机- NIR NIR（近红外）是肉眼不可见的电磁波谱的一部分。近红外成像不依赖颜色，因此任何物体都可以高精度可视化。近红外光的波长比可见光更长，这通常意味着光更容易穿过纸张、布料和塑料等材料。近红外波长对材料和涂层的反应也不同于可见光。近红外可以做到：

更容易渗透材料

降低成像物体的色彩饱和度

消除不必要的眩光和反射

忽略各种检查应用中不需要的细节

红外相机-SWIR 短波红外(SWIR) 范围在1050 至2500nm 之间。它占据近红外以上的电磁频谱，完全超出了传统硅基成像传感器的能力。因此短波红外相机通常使用InGaAs传感器来感应该波段的光。 InGaAs 传感器是目前主流的相机技术，工作在900 至1700 nm 的SWIR 范围内。与其他短波红外成像模式相比，它们相对经济高效且成熟，使其成为机器视觉应用（包括检查、分类和质量控制）中最常用的技术。 SWIR 最有前途的机器视觉应用之一是产品的检查和分类。

红外相机- MWIR MWIR 也称为“热红外”，因为辐射是从物体本身发出的，不需要外部光源即可对物体成像。两个主要因素决定了物体在热像仪上的亮度：物体的温度和发射率（描述其辐射效率的材料的物理属性）。所有温度高于绝对零(-273C/-459F) 的物体都会发射中波红外和长波红外波长(3m-14m) 的红外辐射，其数量与物体的温度成正比。热成像聚焦并检测这种辐射，然后将温度变化转换为灰度图像，使用较浅和较深的灰色阴影来表示较热和较冷的温度，从而直观地表示场景的热量分布。 MWIR 收集3m 至5m 光谱带内的光。当主要目标是获得高质量图像而不是专注于温度测量时，使用中波红外相机。红外相机- LWIR 长波红外(LWIR) 是电磁波谱红外波段的细分，可捕获8 至14 m 长波红外(LWIR) 谱中的红外能量。长波红外的主要目标是专注于温度测量。

2. 紫外相机

大约10nm-400nm的辐射波段称为紫外线辐射，通常分为近紫外（200nm-380nm）、远紫外（10nm-200nm）和极紫外（1nm-31nm）三个波段。空气在波长低于200 纳米时是不透明的，这意味着无法进行观察。近紫外线可细分为：320nm-400nm长波紫外线，又称UV-A； 280nm-320nm中波紫外线，又称UV-B； 200nm-280nm短波紫外线，又称UV-C。工业中最常用的紫外线波长是365nm 和395nm。紫外光可用于机器视觉应用中，以检测可见光无法检测到的特征。由于紫外线被许多材料吸收，因此可以捕获产品表面的图像，并且由于它的波长比可见光短，因此它会被产品上的表面特征散射。常用于高分辨率视频显微镜、电晕检测、半导体检查和无损检测。

3.高速相机

高速摄像机是一种捕捉曝光时间小于1/1000 秒或帧速率超过250 帧/秒的运动图像的设备。市场上的高速摄像机基本上可以分为两大类：能够以与捕获视频相同或更快的速度加载视频的摄像机，以及捕获整个事件并随后必须传输事件数据的摄像机。这两类摄像机的使用取决于需要捕捉的时间长短，一般分为长期记录事件和瞬态事件。

长期录制事件通常以中等分辨率、100 - 300 fps 录制几分钟或几小时。在这些事件期间，摄像机无法存储完整的视频，因此必须将其实时传输到计算机。传输速度取决于传输介质的吞吐能力。

瞬态事件在几秒钟内发生，通常每秒捕获数千帧，然后生成GB 的RAW 原始数据。当使用相机捕获瞬态事件时，增加捕获事件的持续时间需要相机具有尽可能大的临时存储容量（RAM）。高速相机主要应用于科学研究、军事测试、工业生产评估等领域。例如，汽车碰撞测试、焊接时产生电弧、电池爆炸时有机液体飞溅等。诸如此类的非常快的现象必须借助高速摄像机清晰地捕捉到。高速相机可以在极短的时间内完成对高速目标的快速、多次采样。当以常规速度投影时，记录目标的变化过程清晰而缓慢地呈现在我们眼前。

4. 偏光相机

偏振相机是将四个不同角度（90、45、135和0）的偏振片放置在单个像素上，每组四个像素作为一个计算单元。四向偏光镜用于捕捉画面中物体中不同程度的偏振信息，直接反映在拍摄的画面中。可应用于玻璃检测、应力检测等应用；它还可以检测单色或彩色相机，例如玻璃和金属。难以检测的反射表面。

传统机器视觉无法检测到的应力、表面粗糙度和合金成分等应用。这些都是偏光相机的优势，大大扩展了机器视觉的检测能力。

偏振的应用长期以来一直用于机器视觉检测，以检测应力、检测物体并减少透明物体的眩光。典型的设置需要在目标物体、光源和相机之间安装一个或多个外部偏光板。可以使用各种设置来测量材料应力、增强对比度以及分析凹痕或划痕的表面质量。

应力检测当偏振光穿过透明材料时，偏振光的入射角会因物体中不同的应力区域而转换成不同的角度。通过为特定的偏振角度分配颜色，可以使缺陷和应力区域可视化。

减少反射物体会反射光，从而使表面检查变得困难。食品和包装检测应用可以通过减少反射和眩光来减少偏光片的使用。

提高对比度在弱光条件下，可以通过检测物体的偏振角度来提高对比度。上面的示例展示了如何通过弱光下的常规成像来提高对比度。

划痕检查与应力检查类似，某些缺陷和划痕很难使用传统成像来识别。为了帮助识别表面缺陷，可以使用偏振成像来检测透明材料上的划痕。