工业相机选型

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参数解释

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分辨率（这里说的是相机传感器成像大小）：例如1024pixel x 1024pixel
帧率（面阵相机）：每秒能拍摄的图像张数
行频（线阵相机）：每秒采集的图像行数，实际上也是每秒拍摄的张数
像元尺寸：传感器上一个物理像元的尺寸，例如：7.4um x 7.4um 。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。
传感器尺寸：像元尺寸乘以分辨率就是传感器尺寸
焦距：指平行光入射时从透镜光心到光聚集之焦点的距离
物距：物体到透镜光心的距离
光学放大倍率：一般的情况下是固定值，一般就是0.35倍-2.25倍或者是0.75倍-4.5倍
工作距离：也就是物距
曝光时间：为了将光投射到照相感光材料的感光面上，快门所要打开的时间
视场角：边缘的入射光线在镜头中心组成的角度
靶面尺寸：传感器成像的大小
精度：传感器一个像素所代表的实际物体的尺寸是多少
景深：在摄影机镜头或其他成像器前沿能够取得清晰图像的成像所测定的被摄物体前后距离范围
工业相机噪声噪声是指成像过程中不希望被采集到的，实际成像目标之外的信号。总体上分为两类，一类是由有效信号带来的散粒噪声，这种噪声对任何相机都存在；另一类是相机本身固有的与信号无光的噪声。它是由于图像传感器读出电路、相机信号处理与放大电路带来的固有噪声，每台相机的固有噪声都不一样。
信噪比相机的信噪比定义为图像中信号与噪声的比值（有效信号平均灰度值与噪声均方根的比值），代表了图像的质量，图像信噪比越高，相机性能和图像质量越好。

参数选择

通常选择PC-BASED平台，即以PC为平台的视觉系统工业相机类型对于静止检测或者一般低速的检测，优先考虑面阵相机，对于大幅面高速运动或者滚轴等运动的特殊应用考虑使用线阵相机。根据检测的速度，选择相机的帧率一定要大于物体运动的速度，一定要在相机的曝光和传输时间内完成。
分辨率 X方向系统精度(X方向像素值)=视野范围(X方向)/CCD芯片像素数量( X方向) Y方向系统精度(Y方向像素值)=视野范围(Y方向)/CCD 芯片像素数量( Y方向) 例如：视野大小为88mm的场合，要求精度为0.01mm/pixel,则当方向上分辨率=8/0.01=800.考虑系统的稳定性要求，一般不会只用一个像素单位对应一个测量精度值，一般选择倍数为2或者更高，这样相机单方向分辨率为1600，相机的分辨率=16001600=256万，所以选用300万像素的相机即可满足。
最大帧率/行频相机采集和传输图像的速度，对于面阵相机一般为每秒采集的帧数（Frames/Sec），对于线阵相机为每秒采集的行数（HZ）。系统单次运行速度=系统成像(包括传输)速度+系统检测速度。通常来说，相机的分辨率越低，同样的接口，帧率也会越高，而分辨率越高，帧率也会越低。帧率*分辨率≤总线带宽，即在接口一定（总线带宽已经确定），分辨率一定时，帧率也是有其最大值的。即要想相机的分辨率快，又要想相机的帧率高，那么就需要找更大带宽的总线，也就是相机的输出接口。
传输接口同等像素条件下，各种接口的总线其相机帧率是不一样的，一般来说Camera Link>USB3>GIGE>1394B>USB2,1394A。现在最快的是Camera Link总线，USB3的理论速度达到了5Gbps即640MB，实际表现来看，应该有百分之80的有效带宽，即有512M左右的总带宽可供实际传输，这样如果一个500万像素的相机，每幅图像5M，那么也可能达到100帧每秒，速度也非快了。而对于GIGE千兆网相机，500万像素的相机，较快的可以做到23FPS。1394B的500万像素相机可以做到13FPS，USB2，1394A一般为5~6帧的样子。
光谱响应特性是指该像元传感器对不同光波的敏感特性，一般响应范围为350nm~1000nm，一些相机在靶面前面加了一个滤镜，滤除红外线，如果系统需要对红外感光时可去掉该滤镜
黑白/彩色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。做图像处理，黑白工业相机得到的是灰度信息，可直接处理。
曝光时间相机的最小曝光时间，可以决定目标的运动速度。或者反过来说，目标的运动速度，对相机的最小曝光时间提出了要求。假设我们的目标运动速度是1mm/S，我们的测量精度是0.01mm/pixel，那么我们考虑，物体的运动引起的拖影需要小于我们的精度0.01mm，目标移动0.01mm，需要用时10ms，这就要求我们的相机的曝光时间需要小于10ms，如果大于这个曝光时间，那么仅仅物体运动引起的模糊就会大于0.01，这时我们的精度已经无法达到0.01了。工业相机类型对于静止检测或者一般低速的检测，优先考虑面阵相机，对于大幅面高速运动或者滚轴等运动的特殊应用考虑使用线阵相机。根据检测的速度，选择相机的帧率一定要大于物体运动的速度，一定要在相机的曝光和传输时间内完成。通常来说，物体运动引起的模糊应该比我们要求的测量精度小一个数量级，这样可以减少其对系统的影响，一般我们的工业相机最快曝光时间可以达到几十至一百多微秒的样子。如此短的曝光时间，对光能量要求比较大，因此需要选择合适的光源与光源控制器。
快门确认需要拍摄的物体是否为运动物体。如果拍摄物体为运动物体应选择全局快门（Global shutter)的工业相机，且需要选择帧率大于运动速度的工业相机。
CCD/CMOS 如果拍摄目标是静态不动的，为了节约成本，可考虑使用CMOS相机，而如果目标是运动的，则优先考虑CCD相机。如果是需要高速采集的，这里指的高速是很高的采集速度，而非指很高的运动速度，可以考虑CMOS相机，因为CMOS的采集速度会优于CCD。如果需要高质量的图像，如进行尺寸测量，可以考虑CCD，在小尺寸的传感器里，CCD的成像质量还是要优于CMOS的。
传感器尺寸通常传感器的尺寸与所选择的像素是对应的，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。如果是同等价位，那么我们优先选择传感器尺寸大的。传感器尺寸大，在同样的像素密度下，像元尺寸也会大，这样会增加每个像元的感光面积，对提高图像的质量有益。传感器的尺寸，还能决定视野大小与工作距离。在同样的工作距离、同样的镜头下，传感器尺寸大，可以拍摄更大的视野。
工业相机的触发方式软件触发模式：对动态检测以及产品通过连续运动触发信号的时候可以选择。硬件触发模式：对高速动态检测以及产品通过高速运动触发信号的时候选择。连续采集模式：对静态检测以及产品连续运动不能够触发信号的时候选择。
镜头接口一般的相机都是C/CS接口的，需要注意与镜头的对应。如果有其它接口的镜头，也要考虑相机的接口。不过目前工业用的CCTV基本上以C接口多，即使是CS接口的工业相机，也可以加5mm接圈，变成C接口，以适应不同的C接口的工业镜头。选择的镜头的支持CCD尺寸要大于等于相机CCD传感器芯片的尺寸。同时考虑镜头的工作距离，是否留有足够空间等。
机器视觉平台通常选择PC-BASED平台，即以PC为平台的视觉系统

选型方法

面阵相机和镜头选型

已知：相机视野为AxB，要求精度是要检测的物体大小设为CxD。相机最低分辨率=(A/D) * (B/D)(其中C>D) 选择相机时，最小缺陷面积在3~5个像素以上，因此相机的最低分辨率应大于3×(A/D) * (B/D)。

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（也即是视场范围）,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300万像素的工业相机为最佳,当然工业镜头可选300万像素，500万像素等。

镜头选型步骤 :

1. 计算短边对应的像素数E=B/C，相机长边和短边的像素数都要大于E

2. 像元尺寸=产品短边尺寸B/所选相机的短边像素数;

3. 放大倍率=所选相机芯片短片尺寸/相机短边的视野范围

4. 可分辨的产品精度=像元尺寸/放大倍率(判断是否小于C)

5. 物镜焦距=工作距离/(1+1/放大倍率)(单位:mm)

6. 像面分辨率要大于1/(2×0。1×放大倍率)(单位:lp/mm) 以上仅针对镜头的主要参数进行计算选择，其他如畸变、景深、环境等，可梖据实际要求进行选择。

根据速度、曝光时间，计算产品是否有拖影

已知：确定每一次检测的范围为80mm×60mm，200万像素CCD相机(1600×1200)，相机或产品运动速度为12m/min=200mm/s。

曝光时间计算步骤：曝光时间<长边视野范围/(长边像素值*产品运动速度) =80mm/(1600×200mm/s) =1/4000s=0.00025s 故曝光时间要小于0.00025s，图像才不会拖影。