相比普通拍照相機而言，工業(yè)相機在圖像穩(wěn)定性、抗干擾能力和傳送數(shù)據(jù)方面有著更高的優(yōu)勢，是組成機器視覺系統(tǒng)的核心部分，工業(yè)相機的整體性能好壞決定著機器視覺系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

每款工業(yè)相機都有許多參數(shù)可以供客戶選擇，也有許多型號可供參考，那么我們在相機選型方面如何更好地選擇工業(yè)相機呢？

首先判斷機器視覺應(yīng)用需求，根據(jù)視野范圍和檢測精度來決定相機的分辨率，根據(jù)被拍攝物體的速度是靜止還是運動，來確定使用CCD或CMOS，根據(jù)拍攝圖像的單位時間要求來確定相機幀率。根據(jù)項目現(xiàn)場環(huán)境來確定使用什么連接方式如USB或千兆網(wǎng)等。

相機選型時注意的參數(shù)：

1、工業(yè)相機類型

對于靜止檢測或者一般低速的檢測，優(yōu)先考慮面陣相機，對于大幅面高速運動或者滾軸等運動的特殊應(yīng)用考慮使用線陣相機。根據(jù)檢測的速度，選擇相機的幀率一定要大于物體運動的速度，一定要在相機的曝光和傳輸時間內(nèi)完成。

2、工業(yè)相機分辨率

假如項目的測量精度與視野大小，那么我們選擇的相機像素計算關(guān)系如下：

相機分辨率（L/W）≥視場（L/W）/精度。假如項目要求視野是100mm*75mm，精度要求為0.05mm，則相機的像素長為100/0.05=2000PIX，也就是需要2000*1500=3000000=300萬像素的相機。這僅僅只是相機的像素精度，并不代表整個系統(tǒng)的精度就有如此高，還有其它的精度也要考慮，如鏡頭的分辨率，系統(tǒng)的抖動，光源的波長等等。

相機像素精度一定要高于系統(tǒng)所要求的精度，才能有實際的測量意義，亞像素的精度提升在實際測量中并沒有太多影響，不能從根本上解決精度不足的問題。一般來說，如果條件允許，我們會要求將相機的分辨率提升一個數(shù)量級或者是將相機的像素精度提高一個數(shù)量級。

如上面的例子中，項目要求的測量精度要求為0.05mm，那么我們的相機精度至少有0.05mm/Pixel，能達到0.005mm/Pixel就很理想了。但是提高到0.005mm/Pixel，則長方向需要20000像素，寬方向需要15000像素，這樣相機的像素需要30000萬像素，這樣的面陣相機分辨率，目前基本上是不可能達到的。

因此，我們可以考慮使用如16K的線陣相機等，或者是將視野縮小變成50*37.5mm，將原來的100*75mm的視野分成四個區(qū)域進行拍攝，可以用一個相機運動四次或四個相機分別拍攝的方法實現(xiàn)。

3、工業(yè)相機幀率

相機的幀率決定著設(shè)備的測量效率，如相機的幀率是30FPS，則每秒鐘最多拍攝30次。而如果相機的速度是120FPS，如果算法夠快，那么每秒鐘最多檢測120個產(chǎn)品。

通常來說，相機的分辨率越低，同樣的接口，幀率也會越高，而分辨率越高，幀率也會越低。幀率*分辨率≤總線帶寬，即在接口一定（總線帶寬已經(jīng)確定），分辨率一定時，幀率也是有其最大值的。即要想相機的分辨率快，又要想相機的幀率高，那么就需要找更大帶寬的總線，也就是相機的輸出接口。

4、相機輸出接口

同等像素條件下，各種接口的總線其相機幀率是不一樣的，一般來說Camera Link>USB3>GIGE>1394B>USB2,1394A。現(xiàn)在最快的是Camera Link總線，USB3的理論速度達到了5Gbps即640MB，實際表現(xiàn)來看，應(yīng)該有百分之80的有效帶寬，即有512M左右的總帶寬可供實際傳輸，這樣如果一個500萬像素的相機，每幅圖像5M，那么也可能達到100幀每秒，速度也非快了。而對于GIGE千兆網(wǎng)相機，500萬像素的相機，較快的可以做到23FPS。1394B的500萬像素相機可以做到13FPS，USB2，1394A一般為5~6幀的樣子。

5、相機的曝光時間

相機的最小曝光時間，可以決定目標的運動速度。或者反過來說，目標的運動速度，對相機的最小曝光時間提出了要求。假設(shè)我們的目標運動速度是1mm/S，我們的測量精度是0.01mm/pixel，那么我們考慮，物體的運動引起的拖影需要小于我們的精度0.01mm，目標移動0.01mm，需要用時10ms，這就要求我們的相機的曝光時間需要小于10ms，如果大于這個曝光時間，那么僅僅物體運動引起的模糊就會大于0.01，這時我們的精度已經(jīng)無法達到0.01了。

通常來說，物體運動引起的模糊應(yīng)該比我們要求的測量精度小一個數(shù)量級，這樣可以減少其對系統(tǒng)的影響，一般我們的工業(yè)相機最快曝光時間可以達到幾十至一百多微秒的樣子。如此短的曝光時間，對光能量要求比較大，因此需要選擇合適的光源與光源控制器。

6、工業(yè)相機的顏色

    通常機器視覺項目中我們選擇黑白相機，只有需要測量彩色圖像時才會考慮彩色相機，這是因為在機器視覺中黑白圖像的算法本身要多許多，黑白相機使用單色光源成像質(zhì)量上也要比彩色相機使用復(fù)合白光的質(zhì)量要好。

7、工業(yè)相機傳感器類型

    如果拍攝目標是靜態(tài)不動的，為了節(jié)約成本，可考慮使用CMOS相機，而如果目標是運動的，則優(yōu)先考慮CCD相機。如果是需要高速采集的，這里指的高速是很高的采集速度，而非指很高的運動速度，可以考慮CMOS相機，因為CMOS的采集速度會優(yōu)于CCD。如果需要高質(zhì)量的圖像，如進行尺寸測量，可以考慮CCD，在小尺寸的傳感器里，CCD的成像質(zhì)量還是要優(yōu)于CMOS的。

8、工業(yè)相機傳感器尺寸

通常傳感器的尺寸與所選擇的像素是對應(yīng)的，如30W通常是1/3’的，130W~500W是1/2’的，有些500W也有2/3’的。有些30W的也有1/4’的。如果是同等價位，那么我們優(yōu)先選擇傳感器尺寸大的。

傳感器尺寸大，在同樣的像素密度下，像元尺寸也會大，這樣會增加每個像元的感光面積，對提高圖像的質(zhì)量有益。傳感器的尺寸，還能決定視野大小與工作距離。在同樣的工作距離、同樣的鏡頭下，傳感器尺寸大，可以拍攝更大的視野。

9、工業(yè)相機的觸發(fā)方式

軟件觸發(fā)模式：對動態(tài)檢測以及產(chǎn)品通過連續(xù)運動觸發(fā)信號的時候可以選擇。

硬件觸發(fā)模式：對高速動態(tài)檢測以及產(chǎn)品通過高速運動觸發(fā)信號的時候選擇。

連續(xù)采集模式：對靜態(tài)檢測以及產(chǎn)品連續(xù)運動不能夠觸發(fā)信號的時候選擇。

10、工業(yè)相機鏡頭接口

    一般的相機都是C/CS接口的，需要注意與鏡頭的對應(yīng)。如果有其它接口的鏡頭，也要考慮相機的接口。不過目前工業(yè)用的CCTV基本上以C接口多，即使是CS接口的工業(yè)相機，也可以加5mm接圈，變成C接口，以適應(yīng)不同的C接口的工業(yè)鏡頭。

11、機器視覺平臺

    通常選擇PC-BASED平臺，即以PC為平臺的視覺系統(tǒng)，搭配國內(nèi)主流的機器視覺軟件VisionBank軟件。

維視智造是國內(nèi)專業(yè)的人工智能與機器視覺解決方案提供商，面向制造業(yè)企業(yè)生產(chǎn)線構(gòu)建商、系統(tǒng)集成商和設(shè)備供應(yīng)商，提供機器視覺技術(shù)產(chǎn)品的設(shè)計、研發(fā)、生產(chǎn)和銷售。產(chǎn)品包括工業(yè)視覺部件、遠心光學(xué)產(chǎn)品、智能視覺系統(tǒng)和設(shè)備，柔性視覺質(zhì)量檢測等，為客戶提供一站式先進的機器視覺整體解決方案。