如何选择工业相机

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如何选择工业相机

相机也是机器视觉系统中的一个非常重要的组件，相机的最基本功能就是将通过镜头聚焦于图平面的光线生成图像。要在机器视觉应用中选到合适的相机，就得了解相机的各项参数：

如何选择工业相机

1. 分辨率（Resolution）:相机每次采集图像的像素点数（Pixels）。对于数字工业相机机一般是直接与光电传感器的像元数对应的，对于模拟相机机则是取决于视频制式，PAL制为768*576，NTSC制为640*480。

2. 像素深度（Pixel Depth）:即每像素数据的位数，一般常用的是8Bit，对于数字工业相机机一般还会有10Bit、12Bit等。

3. 最大帧率（Frame Rate）/行频（Line Rate）:即相机采集传输图像的速率，对于面阵相机机一般为每秒采集的帧数（Frames/Sec.），对于线阵相机机为每秒采集的行数（Hz）。

4. 曝光方式（Exposure）和快门速度（Shutter）:对于线阵相机都是逐行曝光的方式，可以选择固定行频和外触发同步的采集方式，曝光时间可以与行周期一致，也可以设定一个固定的时间；面阵工业相机有帧曝光、场曝光和滚动行曝光等几种常见方式。数字工业相机一般都提供外触发采图的功能，快门速度一般可到10微秒，高速工业相机还可以更快。

5. 像元尺寸（Pixel Size）:像元大小和像元数（分辨率）共同决定了相机机靶面的大小。目前数字工业相机像元尺寸一般为3μm-10μm，一般像元尺寸越小，制造难度越大，图像质量也越不容易提高。

6. 光谱响应特性(Spectral Range):指该像元传感器对不同光波的敏感特性，一般响应范围是350nm－1000nm,一些相机在靶面前加了一个滤镜，滤除红外光线，如果系统需要对红外感光时可去掉该滤镜。

7. 最低照度：也是衡量工业相机优劣的一个重要参数，有时省掉“最低”两个字而直接简称照度。它指的是当被摄景物的光亮度低到一定程度而使工业相机输出的视频信号电平低到某一规定值时的景物光亮度值。

8. 信噪比：也是工业相机的一个主要参数。其基本定义是信号对于噪声的比值乘以 20log 。 CCD 工业相机的信噪比的典型值一般为 45---55dB 。

9. 自动增益控制：工业相机输出的视频信号必须达到电视传输规定的标准电平，即 0.7VPP ，为了能在不同的景物照度条件下都能输出 0.7VPP 的标准视频信号，必须使放大器的增益能够在较大的范围内进行调节。这种增益调节通常都是通过检测视频信号的平均电平而自动完成的，实现此功能的电路称为自动增益控制电路，简称 AGC 电路。

在现在的机器视觉系统应用中，我们都需要使用到工业相机。所以在电子、半导体、汽车、包装、印刷、烟草、医疗、制药等行业都易于见到相机的身影，特别是在测量检测工序中。

如何选择工业相机 [篇2]

1、选择工业相机的信号类型工业相机从大的方面来分有模拟信号和数字信号两种类型。

模拟相机必须有图像采集卡，标准的模拟相机分辨率很低，一般为768*576，另外帧率也是固定的，25帧每秒。另外还有一些非标准的信号，多为进口产品，那么成本就是比较高了，性价比很低。所以这个要根据实际需求来选择。另外模拟相机采集到的是模拟信号，经数字采集卡转换为数字信号进行传输存储。模拟信号可能会由于工厂内其他设备（比如电动机或高压电缆）的电磁干扰而造成失真。随着噪声水平的提高，模拟相机的动态范围（原始信号与噪声之比）会降低。动态范围决定了有多少信息能够被从相机传输给计算机。工业数字相机采集到的是数字信号，数字信号不受电噪声影响，因此，数字相机的动态范围更高，能够向计算机传输更精确的信号。

2、工业相机的分辨率需要多大根据系统的需求来选择相机分辨率的大小，下面以一个应用案例来分析。

应用案例：假设检测一个物体的表面划痕，要求拍摄的物体大小为10*8mm,要求的检测精度是0.01mm。首先假设我们要拍摄的视野范围在12*10mm,那么相机的最低分辨率应该选择在：(12/0.01)*(10/0.01)=1200*1000,约为120万像素的相机，也就是说一个像素对应一个检测的缺陷的话，那么最低分辨率必须不少于120万像素，但市面上常见的是130万像素的相机，因此一般而言是选用130万像素的相机。但实际问题是，如果一个像素对应一个缺陷的话，那么这样的系统一定会极不稳定，因为随便的一个干扰像素点都可能被误认为缺陷，所以我们为了提高系统的精准度和稳定性，最好取缺陷的面积在3到4个像素以上，这样我们选择的相机也就在130万乘3以上，即最低不能少于300万像素，通常采用300万像素的相机为最佳(我见过最多的人抱着亚像素不放说要做到零点几的亚像素，那么就不用这么高分辨率的相机了。比如他们说如果做到0.1个像素，就是一个缺陷对应0.1个像素，缺陷的大小是由像素点个数来计算的，试问0.1个像素的面积怎么来表示？这些人以亚像素来忽悠人，往往说明了他们的没有常识性)。换言之，我们仅仅是用来做测量用，那么采用亚像素算法，130万像素的相机也能基本上满足需求，但有时因为边缘清晰度的影响，在提取边缘的时候，随便偏移一个像素，那么精度就受到了极大的影响。故我们选择300万的相机的话，还可以允许提取的边缘偏离3个像素左右，这就很好的保证了测量的精度。

3、选择工业相机的芯片工业相机从芯片上分，有ccd和cmos两种。

如果要求拍摄的物体是运动的，要处理的对象也是实时运动的物体，那么当然选择ccd芯片的相机为最适宜。但有的厂商生产的cmos相机如果采用帧曝光的方式的话，也可以当作ccd来使用的。虽然是cmos芯片，但在拍摄运动物体时绝不比ccd的差，又假如物体运动的速度很慢，在我们设定的相机曝光时间范围内，物体运动的距离很小，换算成像素大小也就在一两个像素内，那么选择cmos相机也是合适的。因为在曝光时间内，一两个像素的偏差人眼根本看不出来(如果不是做测量用的话)，但超过2个像素的偏差，物体拍出来的图像就有拖影，这样就不能选择cmos相机了。

4、工业相机选择彩色还是黑白如果我们要处理的是与图像颜色有关，那当然是采用彩色相机，否则建议你用黑白的，因为黑白的同样分辨率的相机，精度比彩色高，尤其是在看图像边缘的时候，黑白的效果更好。尤其做图像处理，黑白工业相机得到的是灰度信息，可直接处理。

5、工业相机的帧率根据要检测的速度，所选择相机的帧率，一定要大于或等于检测速度，等于的情况就是你处理图像的时间一定要快，一定要在相机的曝光和传输的时间内完成。

一般说来，分辨率越高，帧率越低！

6、选择线阵还是面阵的工业相机对于检测精度要求很高，运动速度很快，面阵相机的分辨率和帧率达不到要求的情况下，当然线阵工业相机是必然的一个选择。

7、选择工业相机的传输接口根据传输的距离、传输的数据大小（带宽）选择usb、1394、camerlink、gige千兆网接口的相机。

8、工业相机的ccd靶面靶面尺寸的大小会影响到镜头焦距的长短，在相同视角下，靶面尺寸越大，焦距越长。在选择相机时，特别是对拍摄角度有比较严格要求的时候，ccd靶面的大小，ccd与镜头的配合情况将直接影响视场角的大小和图像的清晰度。因此在选择ccd尺寸时，要结合镜头的焦距、视场角，一起选择；一般而言，选择ccd靶面要结合物理安装的空间来决定镜头的工作距离是否在安装空间范围内，要求镜头的尺寸一定要大于或等于相机的靶面尺寸。

9、工业相机的价格同样参数的相机，不同的厂家价格各不相同，这就靠大家与厂家沟通和协商了。一般说来，如果你有量的话，整体价格跟你单买一个的价格是差别很大的。

10、选择有实力的工业相机厂家工业相机最主要的就是看采集到的图像效果，好的效果即使一个完全不懂的人也能看的出来，好坏即可分辨。有条件的客户可以实际考察一下，才能够对产品了解的更透彻一些，也可看到这个公司的真正产品质量和实力.

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