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工業(yè)相機(jī)是機(jī)器視覺系統(tǒng)及工業(yè)檢測(cè)應(yīng)用的重要組成部分，但如何選擇合適的工業(yè)相機(jī)？選擇工業(yè)相機(jī)前，首先要清楚自己的檢測(cè)任務(wù)，是拍靜態(tài)還是動(dòng)態(tài)，拍照的頻率是多少，是做缺陷檢測(cè)還是尺寸測(cè)量，或者是定位，產(chǎn)品的大?。ㄒ曇埃┦嵌嗌伲枰_(dá)到多少精度，現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境情況如何，有沒有其它的特殊要求等。在這里根據(jù)我們的經(jīng)驗(yàn)做個(gè)總結(jié)。
模擬相機(jī)&數(shù)字相機(jī)
模擬相機(jī)必須帶數(shù)字采集卡，經(jīng)數(shù)字采集卡轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)進(jìn)行傳輸存儲(chǔ)。一般模擬相機(jī)分辨率很低，另外幀率也是固定的。模擬信號(hào)可能會(huì)由于工廠內(nèi)其他設(shè)備（比如電動(dòng)機(jī)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(jī)的動(dòng)態(tài)范圍（原始信號(hào)與噪聲之比）會(huì)降低。動(dòng)態(tài)范圍決定了有多少信息能夠被從相機(jī)傳輸給計(jì)算機(jī)。
數(shù)字相機(jī)采集到的是數(shù)字信號(hào)，數(shù)字信號(hào)不受電噪聲影響，因此，數(shù)字相機(jī)的動(dòng)態(tài)范圍更高，能夠向計(jì)算機(jī)傳輸更準(zhǔn)確的信號(hào)。這個(gè)要根據(jù)實(shí)際需求來(lái)選擇。
分辨率
分辨率不是越高越好，是要根據(jù)系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用需求來(lái)選擇分辨率的大小。
應(yīng)用案例：假設(shè)檢測(cè)一個(gè)物體的表面劃痕，要求拍攝的物體大小為10*8mm,要求的檢測(cè)精度是0.01mm。首先假設(shè)我們要拍攝的視野范圍在12*10mm,那么相機(jī)的低分辨率應(yīng)該選擇在：(12/0.01)*(10/0.01)=1200*1000,約為120萬(wàn)像素的相機(jī)，也就是說(shuō)一個(gè)像素對(duì)應(yīng)一個(gè)檢測(cè)的缺陷的話，那么低分辨率必須不少于120萬(wàn)像素，但市面上常見的是130萬(wàn)像素的相機(jī)，因此一般而言是選用130萬(wàn)像素的相機(jī)。但實(shí)際問題是，如果一個(gè)像素對(duì)應(yīng)一個(gè)缺陷的話，那么這樣的系統(tǒng)一定會(huì)不穩(wěn)定，因?yàn)殡S便的一個(gè)干擾像素點(diǎn)都可能被誤認(rèn)為缺陷，所以我們?yōu)榱颂岣呦到y(tǒng)的精度和穩(wěn)定性，取缺陷的面積在3到4個(gè)像素以上，這樣我們選擇的相機(jī)也就在130萬(wàn)乘3以上，即不能少于300萬(wàn)像素，通常采用300萬(wàn)像素的相機(jī)為較佳。
CCD&CMOS
如果要求拍攝的物體是運(yùn)動(dòng)的，要處理的對(duì)象也是實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)的物體，當(dāng)然選擇迪美捷全幀曝光的CCD芯片相機(jī)為適宜。但有的廠商生產(chǎn)的CMOS相機(jī)如果采用幀曝光的方式的話，也可以當(dāng)作CCD來(lái)使用的。又假如物體運(yùn)動(dòng)的速度很慢，在我們?cè)O(shè)定的相機(jī)曝光時(shí)間范圍內(nèi)，物體運(yùn)動(dòng)的距離很小，換算成像素大小也就在一兩個(gè)像素內(nèi)，那么選擇CMOS相機(jī)也是合適的。因?yàn)樵谄毓鈺r(shí)間內(nèi)，一兩個(gè)像素的偏差人眼根本看不出來(lái)(如果不是做測(cè)量用的話)，但超過2個(gè)像素的偏差，物體拍出來(lái)的圖像就有拖影，這樣就不能選擇CMOS相機(jī)了。
彩色&黑白
如果我們要處理的是與圖像顏色有關(guān)，那當(dāng)然是采用彩色相機(jī)，否則建議你用黑白的，因?yàn)楹诎椎耐瑯臃直媛实南鄼C(jī)，精度比彩色高，尤其是在看圖像邊緣的時(shí)候，黑白的效果更好。
幀率
根據(jù)要檢測(cè)的速度，選擇相機(jī)的幀率一定要大于或等于檢測(cè)速度，等于的情況就是你處理圖像的時(shí)間一定要快，一定要在相機(jī)的曝光和傳輸?shù)臅r(shí)間內(nèi)完成。
線陣&面陣
對(duì)于檢測(cè)精度要求很高，面陣相機(jī)的分辨率達(dá)不到要求的情況下，當(dāng)然線陣相機(jī)是必然的一個(gè)選擇。
傳輸接口
根據(jù)傳輸?shù)木嚯x、穩(wěn)定性、傳輸?shù)臄?shù)據(jù)大小（帶寬）選擇USB、1394、Camerlink、百兆/千兆網(wǎng)接口的相機(jī)。
CCD靶面
靶面尺寸的大小會(huì)影響到鏡頭焦距的長(zhǎng)短，在相同視角下，靶面尺寸越大，焦距越長(zhǎng)。在選擇相機(jī)時(shí)，特別是對(duì)拍攝角度有比較嚴(yán)格要求的時(shí)候，CCD靶面的大小，CCD與鏡頭的配合情況將直接影響視場(chǎng)角的大小和圖像的清晰度。因此在選擇CCD尺寸時(shí)，要結(jié)合鏡頭的焦距、視場(chǎng)角一起選擇，一般而言，選擇CCD靶面要結(jié)合物理安裝的空間來(lái)決定鏡頭的工作距離是否在安裝空間范圍內(nèi)，要求鏡頭的尺寸一定要大于或等于相機(jī)的靶面尺寸。
鏡頭的選擇
先根據(jù)環(huán)境的遠(yuǎn)近選擇鏡頭焦距；再根據(jù)觀看的范圍選擇鏡頭角度；
數(shù)字?jǐn)z像頭常見技術(shù)參數(shù)
1、分辨率(Resolution)
所謂分辨率就是指畫面的解析度，攝像頭每次采集圖像的像素點(diǎn)數(shù)(Pixels)，對(duì)于攝像頭一般是直接與傳感器的像元數(shù)對(duì)應(yīng)。通常所看到的分辨率都以乘法形式表現(xiàn)的，比如1024*768，其中的1024表示屏幕上水平方向顯示的點(diǎn)數(shù)，768表示垂直方向的點(diǎn)數(shù)。對(duì)于模擬攝像頭則是取決于視頻制式，PAL制為768*576，NTSC制為640*480。
2、max幀率(Frame Rate)/行頻(Line Rate)：
攝像頭采集傳輸圖像的速率，對(duì)于面陣攝像頭一般為每秒采集的幀數(shù)(Frames/Sec.)，對(duì)于線陣攝像機(jī)為每秒采集的行數(shù)(Hz)。
3、曝光方式(Exposure)和快門速度(Shutter)
對(duì)于線陣攝像頭都是逐行曝光的方式，可以選擇固定行頻和外觸發(fā)同步的采集方式，曝光時(shí)間可以與行周期一致，也可以設(shè)定一個(gè)固定的時(shí)間；面陣攝像頭有幀曝光、場(chǎng)曝光和滾動(dòng)行曝光等幾種常見方式，數(shù)字?jǐn)z像頭一般都提供外觸發(fā)采圖的功能。快門速度一般可到10微秒，高速攝像頭還可以更快。
4、像素深度(Pixel Depth)：
即每像素?cái)?shù)據(jù)的位數(shù)，一般常用的是8Bit，對(duì)于數(shù)字?jǐn)z像機(jī)一般還會(huì)有10Bit、12Bit等。
5、像元尺寸(Pixel Size)：
像元大小和像元數(shù)（分辨率）共同決定了攝像頭靶面的大小。目前數(shù)字?jǐn)z像頭像元尺寸一般為3μm-10μm。
6、光譜響應(yīng)特性(Spectral Range)：
是指該像元傳感器對(duì)不同光波的敏感特性，一般響應(yīng)范圍是350nm－1000nm，一些攝像頭在靶面前加了一個(gè)濾鏡，濾除紅外光線，如果系統(tǒng)需要對(duì)紅外感光時(shí)可去掉該濾鏡。
7、感光區(qū)靶面尺寸：
指攝像頭感光芯片大小，分別有1英寸，2/3英寸，1/2英寸，1/3英寸，1/4英寸等等，英寸數(shù)越小，所照的視場(chǎng)范圍越小。
相機(jī)傳輸方式的確定，針對(duì)目前市面上的相機(jī)傳輸方式及其應(yīng)用的優(yōu)缺點(diǎn)如下所述：
1）模擬相機(jī)（PCI采集卡），對(duì)速度要求不高可選擇。其優(yōu)點(diǎn)：穩(wěn)定，性價(jià)比高；缺點(diǎn)：幀率低，一般只能達(dá)到25幀—30幀；
2）USB接口相機(jī)，系統(tǒng)只用到單個(gè)相機(jī)的可先擇，要求高速的時(shí)候可先擇。優(yōu)點(diǎn)：不需要占PCI插槽，幀頻高，性價(jià)比高；缺點(diǎn)：占系統(tǒng)CPU；
3）1394接口相機(jī)，系統(tǒng)用到多個(gè)相機(jī)的時(shí)候可先擇，要求高速的時(shí)候可先擇。優(yōu)點(diǎn)：不占系統(tǒng)CPU，幀頻高； 缺點(diǎn)：占PCI插槽，價(jià)格昂貴。
速度和曝光
在選擇一款工業(yè)數(shù)字相機(jī)時(shí)，物體成像的速度必須充分考慮好。例如，假設(shè)在拍攝過程中，物體在曝光中沒有移動(dòng)，可用相對(duì)簡(jiǎn)單和便宜的工業(yè)相機(jī)；對(duì)于靜止或緩慢移動(dòng)的物體，面陣工業(yè)相機(jī)適合于對(duì)靜止或移動(dòng)緩慢的物體成像。因?yàn)檎麄€(gè)面陣區(qū)域必須一次曝光，在曝光時(shí)間當(dāng)中任何的移動(dòng)會(huì)導(dǎo)致圖像的模糊，但是，運(yùn)動(dòng)模糊可以通過減少曝光時(shí)間或使用閃光燈來(lái)控制；對(duì)于快速移動(dòng)的物體，當(dāng)對(duì)運(yùn)動(dòng)的物體使用一個(gè)面陣工業(yè)相機(jī)時(shí)，需要考慮在曝光時(shí)間當(dāng)中處于工業(yè)相機(jī)當(dāng)中的運(yùn)動(dòng)對(duì)象數(shù)量，還需要考慮物體上能用一個(gè)像素表征的min特征，也就是對(duì)象分辨率，在采集運(yùn)動(dòng)物體的圖像的拇指規(guī)則就是曝光必須發(fā)生在采集物體移動(dòng)量小于一個(gè)像素的時(shí)間內(nèi)。如果你采集的物體是在以1厘米/秒的速度勻速移動(dòng)，而且物體分辨率已經(jīng)設(shè)置為1 pixel/mm，那么需要的max曝光時(shí)間是1/10每秒。因?yàn)槲矬w移動(dòng)一個(gè)距離恰好等于相機(jī)傳感器中的一個(gè)像素，當(dāng)使用max曝光時(shí)間時(shí)這里會(huì)有一定數(shù)量的模糊。在這種情況下，一般傾向于將曝光時(shí)間設(shè)置的比max值要快，比如1/20每秒，就能保持物體在移動(dòng)半個(gè)像素內(nèi)成像。如果同樣的物體以1厘米/秒的速度移動(dòng)，物體分辨率為1 pixel/微米，那么一秒中所需要的max曝光是1/10000.曝光設(shè)置的對(duì)快取決于所采用的相機(jī)，還有你是否能夠給物體足夠的光來(lái)獲得一幅好的圖像。
選擇數(shù)字相機(jī)還是模擬相機(jī)
圖像處理器和采集卡屬于相對(duì)容易選擇的電子裝置，它們的主要參數(shù)是存儲(chǔ)能力和處理速度。
CCD和CMOS二者在圖像質(zhì)量上沒有明顯的優(yōu)劣之分。基于CMOS的工業(yè)相機(jī)需要的部件較少，電耗較低，提供數(shù)據(jù)的速度也比基于CCD的相機(jī)快； 但CCD則是更為成熟的技術(shù)，能夠以較低的噪聲提供質(zhì)量更好的圖像，而弱點(diǎn)是數(shù)據(jù)傳輸速度較慢，不太靈活，部件較多和電耗較高。
影響相機(jī)價(jià)格因素
典型情況下，由于傳感器尺寸的原因，像素?cái)?shù)越高的相機(jī)就越昂貴。
在一定的分辨率下，幀速提高，成本也趨向于增加。
時(shí)提高幀速和分辨率通常要求相機(jī)具有多端口讀出，這使系統(tǒng)的復(fù)雜程度增加，因而提高了成本。
CCD和CMOS芯片在內(nèi)部都生成模擬信號(hào)，因此，模擬相機(jī)和數(shù)字相機(jī)之間的主要區(qū)別在于圖像是在哪里被數(shù)字化的。數(shù)字相機(jī)在相機(jī)里將信號(hào)數(shù)字化，并且通過串行總線接口（比如FireWire, USB, Camera Link, Gigabit Ethernet）將信號(hào)以數(shù)字方式傳輸給計(jì)算機(jī)（或圖像處理器）。而在另一方面，模擬相機(jī)系統(tǒng)并不是在其內(nèi)部將圖像信號(hào)數(shù)字化（數(shù)字化是由計(jì)算機(jī)完成的），所以，模擬信息是通過同軸電纜而進(jìn)行傳輸?shù)摹?/span>
盡管兩種方法都能夠有效地傳輸信號(hào)，但模擬信號(hào)可能會(huì)由于工廠內(nèi)其他設(shè)備（比如電動(dòng)機(jī)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(jī)的動(dòng)態(tài)范圍（原始信號(hào)與噪聲之比）會(huì)降低。動(dòng)態(tài)范圍決定了有多少信息能夠被從相機(jī)傳輸給計(jì)算機(jī)。
典型的模擬相機(jī)需要5瓦到10瓦操作功率，而分辨率指標(biāo)相當(dāng)?shù)臄?shù)字相機(jī)則不到1瓦
結(jié)論：為機(jī)器視覺系統(tǒng)選擇相機(jī)時(shí)要認(rèn)真考慮工業(yè)相機(jī)的性能和成本。雖然工業(yè)模擬相機(jī)遠(yuǎn)比工業(yè)數(shù)字相機(jī)便宜，但它們的分辨率和圖像質(zhì)量較低，所以可能會(huì)被局限在要求不太高的應(yīng)用中。數(shù)字相機(jī)比模擬相機(jī)昂貴，但它們的高成本可能值得為要求高速度、高準(zhǔn)確度和高精度的應(yīng)用而付出。
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