如何選擇工業相機

相機也是機器視覺系統中的一個非常重要的組件， 相機的最基本功能就是將通過鏡頭聚焦于圖平面的光線生成圖像。要在機器視覺應用中選到合適的相機， 就得了解相機的各項參數：

1. 分辨率（Resolution）:相機每次采集圖像的像素點數（Pixels）。對于數字工業相機機一般是直接與光電傳感器的像元數對應的，對于模擬相機機則是取決于視頻制式，PAL制為768*576，NTSC制為640*480。

2. 像素深度（Pixel Depth）:即每像素數據的位數，一般常用的是8Bit，對于數字工業相機機一般還會有10Bit、12Bit等。

3. 最大幀率（Frame Rate）/行頻（Line Rate）:即相機采集傳輸圖像的速率，對于面陣相機機一般為每秒采集的幀數（Frames/Sec.），對于線陣相機機為每秒采集的行數（Hz）。

4. 曝光方式（Exposure）和快門速度（Shutter）:對于線陣相機都是逐行曝光的方式，可以選擇固定行頻和外觸發同步的采集方式，曝光時間可以與行周期一致，也可以設定一個固定的時間；面陣工業相機有幀曝光、場曝光和滾動行曝光等幾種常見方式。數字工業相機一般都提供外觸發采圖的功能，快門速度一般可到10微秒，高速工業相機還可以更快。

5. 像元尺寸（Pixel Size）:像元大小和像元數（分辨率）共同決定了相機機靶面的大小。目前數字工業相機像元尺寸一般為3μm-10μm，一般像元尺寸越小，制造難度越大，圖像質量也越不容易提高。

6. 光譜響應特性(Spectral Range):指該像元傳感器對不同光波的敏感特性，一般響應范圍是350nm－1000nm,一些相機在靶面前加了一個濾鏡，濾除紅外光線，如果系統需要對紅外感光時可去掉該濾鏡。

7. 最低照度：也是衡量工業相機優劣的一個重要參數，有時省掉“最低”兩個字而直接簡稱照度。它指的是當被攝景物的光亮度低到一定程度而使工業相機輸出的視頻信號電平低到某一規定值時的景物光亮度值。

8. 信噪比：也是工業相機的一個主要參數。其基本定義是信號對于噪聲的比值乘以 20log 。 CCD 工業相機的信噪比的典型值一般為 45---55dB 。

9. 自動增益控制：工業相機輸出的視頻信號必須達到電視傳輸規定的標準電平，即 0.7VPP ，為了能在不同的景物照度條件下都能輸出 0.7VPP 的標準視頻信號，必須使放大器的增益能夠在較大的范圍內進行調節。這種增益調節通常都是通過檢測視頻信號的平均電平而自動完成的，實現此功能的電路稱為自動增益控制電路，簡稱 AGC 電路。

在現在的機器視覺系統應用中， 我們都需要使用到工業相機。 所以在電子、半導體、汽車、包裝、印刷、煙草、醫療、制藥等行業都易于見到相機的身影，特別是在測量檢測工序中。

如何選擇工業相機 [篇2]

1、選擇工業相機的信號類型工業相機從大的方面來分有模擬信號和數字信號兩種類型。

模擬相機必須有圖像采集卡，標準的模擬相機分辨率很低，一般為768*576，另外幀率也是固定的，25幀每秒。另外還有一些非標準的信號，多為進口產品，那么成本就是比較高了，性價比很低。所以這個要根據實際需求來選擇。另外模擬相機采集到的是模擬信號，經數字采集卡轉換為數字信號進行傳輸存儲。模擬信號可能會由于工廠內其他設備（比如電動機或高壓電纜）的電磁干擾而造成失真。隨著噪聲水平的提高，模擬相機的動態范圍（原始信號與噪聲之比）會降低。動態范圍決定了有多少信息能夠被從相機傳輸給計算機。工業數字相機采集到的是數字信號，數字信號不受電噪聲影響，因此，數字相機的動態范圍更高，能夠向計算機傳輸更精確的信號。

2、工業相機的分辨率需要多大根據系統的需求來選擇相機分辨率的大小，下面以一個應用案例來分析。

應用案例：假設檢測一個物體的表面劃痕，要求拍攝的物體大小為10*8mm,要求的檢測精度是0.01mm。首先假設我們要拍攝的視野范圍在12*10mm,那么相機的最低分辨率應該選擇在：(12/0.01)*(10/0.01)=1200*1000,約為120萬像素的相機，也就是說一個像素對應一個檢測的缺陷的話，那么最低分辨率必須不少于120萬像素，但市面上常見的是130萬像素的相機，因此一般而言是選用130萬像素的相機。但實際問題是，如果一個像素對應一個缺陷的話，那么這樣的系統一定會極不穩定，因為隨便的一個干擾像素點都可能被誤認為缺陷，所以我們為了提高系統的精準度和穩定性，最好取缺陷的面積在3到4個像素以上，這樣我們選擇的相機也就在130萬乘3以上，即最低不能少于300萬像素，通常采用300萬像素的相機為最佳(我見過最多的人抱著亞像素不放說要做到零點幾的亞像素，那么就不用這么高分辨率的相機了。比如他們說如果做到0.1個像素，就是一個缺陷對應0.1個像素，缺陷的大小是由像素點個數來計算的，試問0.1個像素的面積怎么來表示？這些人以亞像素來忽悠人，往往說明了他們的沒有常識性)。換言之，我們僅僅是用來做測量用，那么采用亞像素算法，130萬像素的相機也能基本上滿足需求，但有時因為邊緣清晰度的影響，在提取邊緣的時候，隨便偏移一個像素，那么精度就受到了極大的影響。故我們選擇300萬的相機的話，還可以允許提取的邊緣偏離3個像素左右，這就很好的保證了測量的精度。

3、選擇工業相機的芯片工業相機從芯片上分，有ccd和cmos兩種。

如果要求拍攝的物體是運動的，要處理的對象也是實時運動的物體，那么當然選擇ccd芯片的相機為最適宜。但有的廠商生產的cmos相機如果采用幀曝光的方式的話，也可以當作ccd來使用的。雖然是cmos芯片，但在拍攝運動物體時絕不比ccd的差，又假如物體運動的速度很慢，在我們設定的相機曝光時間范圍內，物體運動的距離很小，換算成像素大小也就在一兩個像素內，那么選擇cmos相機也是合適的。因為在曝光時間內，一兩個像素的偏差人眼根本看不出來(如果不是做測量用的話)，但超過2個像素的偏差，物體拍出來的圖像就有拖影，這樣就不能選擇cmos相機了。

4、工業相機選擇彩色還是黑白如果我們要處理的是與圖像顏色有關，那當然是采用彩色相機，否則建議你用黑白的，因為黑白的同樣分辨率的相機，精度比彩色高，尤其是在看圖像邊緣的時候，黑白的效果更好。尤其做圖像處理，黑白工業相機得到的是灰度信息，可直接處理。

5、工業相機的幀率根據要檢測的速度，所選擇相機的幀率，一定要大于或等于檢測速度，等于的情況就是你處理圖像的時間一定要快，一定要在相機的曝光和傳輸的時間內完成。

一般說來，分辨率越高，幀率越低！

6、選擇線陣還是面陣的工業相機對于檢測精度要求很高，運動速度很快，面陣相機的分辨率和幀率達不到要求的情況下，當然線陣工業相機是必然的一個選擇。

7、選擇工業相機的傳輸接口根據傳輸的距離、傳輸的數據大小（帶寬）選擇usb、1394、camerlink、gige千兆網接口的相機。

8、工業相機的ccd靶面靶面尺寸的大小會影響到鏡頭焦距的長短，在相同視角下，靶面尺寸越大，焦距越長。在選擇相機時，特別是對拍攝角度有比較嚴格要求的時候，ccd靶面的大小，ccd與鏡頭的配合情況將直接影響視場角的大小和圖像的清晰度。因此在選擇ccd尺寸時，要結合鏡頭的焦距、視場角，一起選擇；一般而言，選擇ccd靶面要結合物理安裝的空間來決定鏡頭的工作距離是否在安裝空間范圍內，要求鏡頭的尺寸一定要大于或等于相機的靶面尺寸。

9、工業相機的價格同樣參數的相機，不同的廠家價格各不相同，這就靠大家與廠家溝通和協商了。一般說來，如果你有量的話，整體價格跟你單買一個的價格是差別很大的。

10、選擇有實力的工業相機廠家工業相機最主要的就是看采集到的圖像效果，好的效果即使一個完全不懂的人也能看的出來，好壞即可分辨。有條件的客戶可以實際考察一下，才能夠對產品了解的更透徹一些，也可看到這個公司的真正產品質量和實力.

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