工业机器技术中的图像采集卡

图像采集卡是图像采集部分和处理部分的接口。硬件上可理解为相机与计算机之间的接口，图像经过采样量化以后转换为数字图像并输入，储存到帧存储存器的过程，叫做采集，数字化。

机器视觉技术是一门交叉学科，主要用来模拟人的视觉功能，用于实际检测、测量和控制。一个典型的机器视觉系统也是由照明，镜头、高速相机、图像采集卡、视觉处理器五大部分组成。整个机器视觉系统分为图像采集与图像处理两大板块，采用模拟工业相机的图像采集系统中，图像采集卡就是连接两大板块的重要组件；可以说图像采集卡扮演着重要的角色。

图像采集原理及过程：

1. 视野（FOV)或视场是相机及光学系统“看”到的真实视觉的具体部分。

2. CCD芯片将光能转化为电能。

3. 相机将此信息以模拟信号的格式输出至图像采集卡。

4. A/D——转换器将模拟信号转换成8位（或多位）的数字信号。

每个像素独立地把光强以灰度值的形式表达。这些光感值从CCD芯片的矩阵中转移存储在内存的矩阵数据结构中。

如果说高速相机和工控机分别是机器视觉系统的眼睛和大脑，那么图像采集卡就是机器视觉系统的心脏。它要准确接受前端摄像机的各种规格的视频数据，接收外来的触发脉冲，并启动摄像机的曝光和扫描，在系统中发挥重要的作用。

在选择图像采集卡进行测试或开发之前，需要明确自己的需求：

1. 系统功能：首先是明确公司开发的系统，要实现哪些基本功能。

2. 开发的时限，根据项目的需求，确定开发的周期，对采集卡的开发难易程度应以此为参考。

3. 软件包开发上是否有详尽的使用说明，能否提供足够的源代码，对方的开发人员是否及时技术支持。

4. 考虑能够参与开发工作的人力资源，包括编程能力、视觉知识等方面，涉及到这个问题，是因为通常选用功能完备的软件包，并不一定就能缩短开发的时间，但能够简化开发工作，使源程序便于优化。

5. 分析软件包功能：确定软件包提供的工具，是否能够支持系统所要求实现的功能。

工业相机需要与图像采集卡匹配好才能正常使用，需要满足的要求有一下几方面：

▶ 视频信号的匹配

▶分辨率的匹配，每款板卡都只是支持某一分辨率的范围内的相机

▶特殊功能的匹配，要先确定所用板卡是否支持此功能

▶接口的匹配，确定相机与板卡的接口是否相匹配