全局快门相机如何改进机器人视觉系统

全局快门相机，超广角

在任何机器人视觉系统中，传感器通常都是相机的核心部件。一般来说，传感器分为两种类型：电荷耦合器件 (CCD) 和互补金属氧化物半导体 (CMOS)。就速度而言，CMOS 传感器速度更快。全局快门相机读取速度甚至比CCD快100倍！

这些传感器各有两种类型——卷帘快门式和全局快门式。这就引出了一些问题，例如“视觉系统中卷帘快门式和全局快门式图像传感器有什么区别？”或者“哪种更适合机器人视觉系统？”

在得出任何结论之前，让我们先详细讨论一下卷帘快门和全局快门图像传感器之间的区别。

卷帘快门和全局快门图像传感器的区别

卷帘快门：带有卷帘快门的图像传感器会在“读出”波扫过传感器时，在不同的时间曝光阵列中的不同行。

全球快门：采用全局快门的图像传感器允许所有像素在曝光过程中同时积累电荷——曝光开始和结束的时间相同。曝光结束后，电荷会被同时读取。

最适合机器人视觉的快门方式：卷帘快门还是全局快门？

许多新一代机器人应用都依赖视觉技术来完成任务。例如，视觉技术可以帮助抓取和放置不同的物体，处理以不同方向到达工作场所的多个物体，或者在切换物体时实现快速转换。

因此，全局快门传感器显然更胜一筹，因为它能一次性捕捉图像。它无需像卷帘快门那样进行滚动或扫描。因此，使用全局快门传感器，可以避免拍摄图像出现模糊、扭曲和空间误差等问题。

值得注意的是，采用全局快门的传感器会采用更大的图像格式，导致电路设计更加复杂，从而推高相机的整体成本。然而，全局快门能够提供更高的帧速率、分辨率等，从而提升机器人的视觉系统性能。

机器人视觉中全局快门相机的影响因素

我们来看看影响因素的一些方面全局快门相机用于增强机器人视觉系统。

• 更高的帧速率——全局快门相机以高帧速率拍摄图像，这有助于最大限度地减少帧间失真，并在拍摄快速移动的物体时减少运动模糊。而且，它们可以轻松提取场景中的清晰细节。

• 更高分辨率——全局快门相机提供更大的视场角（FOV）和更小的像素。这有助于它们保持高分辨率成像。

• 效率提升——全局快门相机能够高速捕捉运动物体的精确信息。它们使生产线能够更快地运转，并提高效率。

• 降低功耗——全局快门相机消除了运动伪影和模糊问题。它们具有高量子效率和出色的近红外 (NIR) 灵敏度，从而降低了功耗并延长了电池寿命。

全局快门相机在机器人视觉中的应用

相机中全局快门的实现可能需要一些时间，但它能以更快的帧速率提供更高的分辨率。全局快门非常适合那些对读出噪声水平要求不高，但成像精度和可靠性不会受到影响的应用场景，因为同时曝光和“读出”不会在拍摄快速移动的物体时造成图像失真。

全局快门传感器的高帧率、高分辨率和高性能使其成为高端机器视觉、航空应用、工业自动化、仓储机器人等应用的理想选择。让我们来看看全局快门相机在机器人视觉领域的主要应用。

• 航拍成像——无人机使用卷帘快门传感器会导致图像失真。这是因为在拍摄图像时，快门位置会在曝光期间发生移动。这种失真会影响图像的精度。而全局快门则不同，它使所有像素同时开始和停止曝光，从而彻底解决了这个问题。因此，无人机在飞行速度和移动方面受到的限制更少，同时还能拍摄出无失真的图像。

• 高端机器视觉 – 采用 CMOS 全局快门解决方案是高端机器视觉应用的理想之选。其优势包括高分辨率、全局快门和高帧率。全局快门相机的高分辨率能力使其能够增大检测区域或选择更多可见细节。与其他传感器相比，全局快门在检测区域或细节方面可提升高达 12 倍！

• 仓库机器人——全局快门传感器能够精准读取条形码，使物体检测变得简单而准确。通过实现三维体积测量，它们可以快速捕捉快速移动或远处物体的清晰图像，同时功耗极低，且无运动模糊。

中国相机模组制造商，提供OEM/ODM服务

东莞市汉普电子科技有限公司我们是一家专业生产各类音视频电子产品的公司，拥有自己的OEM和ODM支持服务。如果我们的现有产品基本满足您的需求，但您需要更符合您个人需求的定制产品，欢迎与我们联系。

如果我们的现成产品基本符合您的预期，但您需要它们更好地满足您的需求，您可以填写一份包含您要求的表格与我们联系进行定制。