視覺傳感器智能相機選型需注意那些參數？

  相比普通拍照相機而言，視覺傳感器在圖像穩定性、抗干擾能力和傳送數據方面有著更高的優勢，是組成機器視覺系統的核心部分，視覺傳感器的整體性能好壞決定著機器視覺系統的穩定性。

　　青島合鑫泰代理的視覺傳感器都有許多參數可以供客戶選擇，也有許多型號可供參考，那么我們如何幫助客戶在智能相機選型方面如何更好地選擇呢?

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

　　相機選型時注意的參數有哪些？

　　1、相機類型

　　對于靜止檢測或者一般低速的檢測，優先考慮面陣相機，對于大幅面高速運動或者滾軸等運動的特殊應用考慮使用線陣相機。根據檢測的速度，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完成。

　　2、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，系統的抖動，光源的波長等等。

　　相機像素精度一定要高于系統所要求的精度，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量級或者是將相機的像素精度提高一個數量級。

　　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。

　　3、相機幀率

　　相機的幀率決定著設備的測量效率，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，實際表現來看，應該有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，那么我們必須考慮，物體的運動引起的拖影必須要小于我們的精度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必須小于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無法達到0.01了。

　　通常來說，物體運動引起的模糊應該比我們要求的測量精度小一個數量級，這樣可以減少其對系統的影響，一般我們的工業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、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量上也要比彩色相機使用復合白光的質量要好。

　　7、傳感器類型

　　如果拍攝目標是靜態不動的，為了節約成本，可考慮使用CMOS相機，而如果目標是運動的，則優先考慮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的采集速度會優于CCD。如果需要高質量的圖像，如進行尺寸測量，可以考慮CCD，在小尺寸的傳感器里，CCD的成像質量還是要優于CMOS的。

　　8、傳感器尺寸

　　通常傳感器的尺寸與所選擇的像素是對應的，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、相機的觸發方式

　　軟件觸發模式：對動態檢測以及產品通過連續運動觸發信號的時候可以選擇。

　　硬件觸發模式：對高速動態檢測以及產品通過高速運動觸發信號的時候選擇。

　　連續采集模式：對靜態檢測以及產品連續運動不能夠觸發信號的時候選擇。

　　10、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。如果有其它接口的鏡頭，也要考慮相機的接口。不過目前工業用的CCTV基本上以C接口多，即使是CS接口的工業相機，也可以加5mm接圈，變成C接口，以適應不同的C接口的工業鏡頭。

　　11、視覺平臺

　　通常選擇PC-BASED平臺，即以PC為平臺的視覺系統，但是如果有必要，我們也可以考慮使用整體成本較低的CHECK。