生产线上,一件产品飞快划过镜头,电脑屏幕上的检测图像却留下一道模糊的影子,质检员老张盯着屏幕,无奈地摇了摇头。
面对高速运转的产线,工程师们常常遭遇一个恼人的问题:海康工业相机采集有拖影,影响了产品质量检测的准确性。

当这种问题反复出现时,生产线的自动化检测系统就可能出现误判、漏检,直接导致产品合格率下降和生产成本增加。

当物体在相机视野中移动时,如果曝光时间内物体位置发生了变化,图像传感器上就会记录下物体在不同位置的影像,这些影像叠加在一起,就形成了拖影。
这种现象在拍摄快速移动物体时尤其明显,就像我们用手机拍快速行驶的汽车,经常会拍出模糊的照片一样。海康工业相机采集有拖影通常与曝光时间设置直接相关-6。
曝光时间越长,物体在曝光期间移动的距离就越大,拖影也就越明显。除了曝光时间,物体运动速度、相机帧率、光源条件等因素也会影响拖影的严重程度。
特别是在工业环境中,生产线上的产品往往以恒定速度移动,这对相机的拍摄能力提出了更高要求。
针对这一行业痛点,海康威视推出了专门的产线记录相机,其最高可达120帧/秒的高帧率设计,有效解决了常规30帧/秒相机在高速产线上易出现拖影的问题-2。
这意味着海康工业相机采集有拖影的问题,通过技术创新已经得到了针对性解决。
普通相机在拍摄快速移动物体时,由于帧率不足,容易捕捉到模糊的图像,而高帧率相机能够在更短的时间内捕捉更多画面,从而减少物体在单帧画面中的位移。
除了高帧率,海康产线记录相机还支持15-200厘米的可视距离范围,即使是近距离安装场景,也能快速清晰对焦,看清细节-2。
这对于需要精密检测的电子制造、新能源锂电池等行业尤为重要,因为这些行业的生产线往往对图像质量要求极高。
如果已经使用了海康工业相机但仍然遇到拖影问题,首先可以检查相机的曝光时间设置。根据行业经验,曝光时间应设定为图像采集一个像素长度时间的三分之一左右-8。
这个计算公式是:曝光时间 × 物体运动速度 ≤ 运动方向精度需求-6。举个例子,如果传送带速度是100mm/s,精度要求拖影不超过1/2像素。
通过计算可能需要将曝光时间降低到610微秒以下-6。实际操作中,降低曝光时间后可能需要加强光源亮度或调大光圈,以保持图像亮度不变。
另一个常见原因是相机设置中的“低照度模式”被开启,这会导致图像处理算法引入拖影。可以通过网页访问相机设置界面,进入图像处理选项,将低照度模式关闭-4。
除了相机本身设置,环境因素也可能导致海康工业相机采集有拖影。比如强烈的振动会导致相机轻微晃动,产生人为的拖影效果。
海康的部分工业相机产品已经考虑了这一问题,自带减振设计,从硬件结构上进行了升级,能更好地抵抗外力振动和冲击-2。
照明条件也是关键因素,不稳定或不足的光源会迫使相机增加曝光时间,从而增加拖影可能性。海康工业相机支持切换多种补光方案,打破了普通相机单一补光的局限性-2。
如果是在外部触发模式下使用工业相机,还需要检查脉冲信号与当前行频是否匹配。脉冲信号过多或过少都可能导致图像形变,进而产生类似拖影的效果-1。
当常规调整无法时,可以考虑采用全局快门传感器。与卷帘快门相比,全局快门能同时曝光所有像素,有效减少拍摄移动物体时的变形和拖影-6。
对于要求极高的应用场景,还可以考虑基于深度学习的图像去模糊方法。学术界已经提出了各种改进算法,如基于改进DeblurGAN-v2的图像去运动模糊方法-7。
这些算法通过生成对抗网络等技术,能在一定程度上修复已经产生拖影的图像。不过,这种方法通常需要较强的计算资源,并且作为事后处理手段,无法完全替代前端的优化。
从系统角度考虑,选择帧率更高的相机始终是最直接的解决方案。高帧率意味着更短的帧间隔时间,物体在帧间的位移更小,自然减少了拖影的可能性。
网友“生产线上的眼睛”提问:我们电子厂最近引进了一条高速生产线,正准备选购工业相机用于产品质检。听说海康工业相机不错,但担心高速拍摄时会有拖影。请问该选择哪种型号?需要特别关注哪些参数?
答:这位朋友的问题很实际!对于高速生产线,选择工业相机时确实需要格外小心。首先,你可以重点看看海康威视的产线记录相机系列,这类相机专门针对高速产线设计,最高帧率可达120帧/秒-2。
相比普通30帧/秒的相机,高帧率能显著减少拖影问题。除了帧率,还需要关注传感器的类型——全局快门传感器比卷帘快门更适合拍摄运动物体-6。
另外,看看相机是否支持多种补光方案-2,因为高速拍摄时可能需要更强的光照来支持短曝光时间。安装方式也很重要,海康的产线记录相机支持吊装、坐装、壁装等多种方式-2,能适应不同的生产线环境。
根据你们生产线的实际速度,可以简单计算一下所需的曝光时间,确保相机性能能够
网友“视觉检测新手”提问:我刚负责公司的视觉检测系统,发现海康工业相机拍摄传送带上的产品时有轻微拖影。曝光时间已经调到很低了,但图像又太暗。这种情况该怎么办?
答:哎呀,这个问题好多新手都会遇到!降低曝光时间确实能减少拖影,但图像会变暗,这时候就需要“补光”了。有几种方法可以尝试:
首先,增强光源亮度是最直接的方法。可以考虑升级现有光源,或者增加光源数量。适当调大相机光圈,但要注意光圈太大会影响景深。另外,可以尝试提高相机增益,但增益过高会增加图像噪点-6。
如果这些方法都不行,可能需要检查一下光源的稳定性。闪烁的光源会导致曝光不均匀,产生类似拖影的效果。还有,传送带本身是否有振动?振动也会导致图像模糊-2。
对了,还有一个常被忽略的点:检查相机设置中的“低照度模式”是否关闭,这个模式有时会引入拖影-4。
网友“自动化工程师老王”提问:我们工厂用海康工业相机做尺寸测量,对精度要求很高。现在遇到问题是,产品稍微快一点,测量就不准了,明显是拖影造成的。除了降低生产线速度,还有什么好办法?
答:老王工程师的问题很专业!对于尺寸测量这种对精度要求极高的应用,拖影确实是“大敌”。除了降低生产线速度,我有几个建议:
第一,考虑使用更高帧率的相机。帧率越高,曝光时间就可以设置得越短,拖影自然就越少-2。第二,看看能不能优化照明系统,使用脉衝突光,让光源只在相机曝光的瞬间亮起,这样既能保证亮度,又能有效“冻结”运动。
第三,考虑使用外部触发模式,精确控制拍摄时机-1。第四,如果条件允许,可以尝试在生产线中加入短暂的停顿,让产品在测量时完全静止。
对于尺寸测量,拖影长度最好控制在1/3像素以内-6,你可以用公式“曝光时间×物体运动速度≤精度需求”来验证当前设置是否达标-6。
实在不行,还可以考虑事后算法校正,但这是下策了,最好还是从根本上解决问题。