工業(yè)相機是機器視覺系統(tǒng)及工業(yè)檢測應(yīng)用的重要組成部分，但如何選擇合適的工業(yè)相機？選擇工業(yè)相機前，首先要清楚自己的檢測任務(wù)，是拍靜態(tài)還是動態(tài)，拍照的頻率是多少，是做缺陷檢測還是尺寸測量，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)驗做個總結(jié)。
模擬相機&數(shù)字相機
      模擬相機必須帶數(shù)字采集卡，經(jīng)數(shù)字采集卡轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號進(jìn)行傳輸存儲。一般模擬相機分辨率很低，另外幀率也是固定的。模擬信號可能會由于工廠內(nèi)其他設(shè)備（比如電動機或高壓電纜）的電磁干擾而造成失真。隨著噪聲水平的提高，模擬相機的動態(tài)范圍（原始信號與噪聲之比）會降低。動態(tài)范圍決定了有多少信息能夠被從相機傳輸給計算機。
     數(shù)字相機采集到的是數(shù)字信號，數(shù)字信號不受電噪聲影響，因此，數(shù)字相機的動態(tài)范圍更高，能夠向計算機傳輸更準(zhǔn)確的信號。這個要根據(jù)實際需求來選擇。

分辨率
      分辨率不是越高越好，是要根據(jù)系統(tǒng)實際應(yīng)用需求來選擇分辨率的大小。
      應(yīng)用案例：假設(shè)檢測一個物體的表面劃痕，要求拍攝的物體大小為10*8mm,要求的檢測精度是0.01mm。首先假設(shè)我們要拍攝的視野范圍在12*10mm,那么相機的低分辨率應(yīng)該選擇在：(12/0.01)*(10/0.01)=1200*1000,約為120萬像素的相機，也就是說一個像素對應(yīng)一個檢測的缺陷的話，那么低分辨率必須不少于120萬像素，但市面上常見的是130萬像素的相機，因此一般而言是選用130萬像素的相機。但實際問題是，如果一個像素對應(yīng)一個缺陷的話，那么這樣的系統(tǒng)一定會不穩(wěn)定，因為隨便的一個干擾像素點都可能被誤認(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個像素以上，這樣我們選擇的相機也就在130萬乘3以上，即不能少于300萬像素，通常采用300萬像素的相機為較佳。

CCD&CMOS
       如果要求拍攝的物體是運動的，要處理的對象也是實時運動的物體，當(dāng)然選擇迪美捷全幀曝光的CCD芯片相機為適宜。但有的廠商生產(chǎn)的CMOS相機如果采用幀曝光的方式的話，也可以當(dāng)作CCD來使用的。又假如物體運動的速度很慢，在我們設(shè)定的相機曝光時間范圍內(nèi)，物體運動的距離很小，換算成像素大小也就在一兩個像素內(nèi)，那么選擇CMOS相機也是合適的。因為在曝光時間內(nèi)，一兩個像素的偏差人眼根本看不出來(如果不是做測量用的話)，但超過2個像素的偏差，物體拍出來的圖像就有拖影，這樣就不能選擇CMOS相機了。

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，否則建議你用黑白的，因為黑白的同樣分辨率的相機，精度比彩色高，尤其是在看圖像邊緣的時候，黑白的效果更好。
幀率
      根據(jù)要檢測的速度，選擇相機的幀率一定要大于或等于檢測速度，等于的情況就是你處理圖像的時間一定要快，一定要在相機的曝光和傳輸?shù)臅r間內(nèi)完成。
線陣&面陣
      對于檢測精度要求很高，面陣相機的分辨率達(dá)不到要求的情況下，當(dāng)然線陣相機是必然的一個選擇。
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?。◣挘┻x擇USB、1394、Camerlink、百兆/千兆網(wǎng)接口的相機。
CCD靶面
       靶面尺寸的大小會影響到鏡頭焦距的長短，在相同視角下，靶面尺寸越大，焦距越長。在選擇相機時，特別是對拍攝角度有比較嚴(yán)格要求的時候，CCD靶面的大小，CCD與鏡頭的配合情況將直接影響視場角的大小和圖像的清晰度。因此在選擇CCD尺寸時，要結(jié)合鏡頭的焦距、視場角一起選擇，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數(shù)(Pixels)，對于攝像頭一般是直接與傳感器的像元數(shù)對應(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數(shù)，768表示垂直方向的點數(shù)。對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，對于面陣攝像頭一般為每秒采集的幀數(shù)(Frames/Sec.)，對于線陣攝像機為每秒采集的行數(shù)(Hz)。
3、曝光方式(Exposure)和快門速度(Shutter)
      對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，曝光時間可以與行周期一致，也可以設(shè)定一個固定的時間；面陣攝像頭有幀曝光、場曝光和滾動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)：
　   即每像素數(shù)據(jù)的位數(shù)，一般常用的是8Bit，對于數(shù)字?jǐn)z像機一般還會有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濾鏡，濾除紅外光線，如果系統(tǒng)需要對紅外感光時可去掉該濾鏡。
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，所照的視場范圍越小。

 
相機傳輸方式的確定，針對目前市面上的相機傳輸方式及其應(yīng)用的優(yōu)缺點如下所述：
 

1）模擬相機（PCI采集卡），對速度要求不高可選擇。其優(yōu)點：穩(wěn)定，性價比高；缺點：幀率低，一般只能達(dá)到25幀—30幀；
 

2）USB接口相機，系統(tǒng)只用到單個相機的可先擇，要求高速的時候可先擇。優(yōu)點：不需要占PCI插槽，幀頻高，性價比高；缺點：占系統(tǒng)CPU；
 

3）1394接口相機，系統(tǒng)用到多個相機的時候可先擇，要求高速的時候可先擇。優(yōu)點：不占系統(tǒng)CPU，幀頻高； 缺點：占PCI插槽，價格昂貴。
速度和曝光
    在選擇一款工業(yè)數(shù)字相機時，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，可用相對簡單和便宜的工業(yè)相機；對于靜止或緩慢移動的物體，面陣工業(yè)相機適合于對靜止或移動緩慢的物體成像。因為整個面陣區(qū)域必須一次曝光，在曝光時間當(dāng)中任何的移動會導(dǎo)致圖像的模糊，但是，運動模糊可以通過減少曝光時間或使用閃光燈來控制；對于快速移動的物體，當(dāng)對運動的物體使用一個面陣工業(yè)相機時，需要考慮在曝光時間當(dāng)中處于工業(yè)相機當(dāng)中的運動對象數(shù)量，還需要考慮物體上能用一個像素表征的min特征，也就是對象分辨率，在采集運動物體的圖像的拇指規(guī)則就是曝光必須發(fā)生在采集物體移動量小于一個像素的時間內(nèi)。如果你采集的物體是在以1厘米/秒的速度勻速移動，而且物體分辨率已經(jīng)設(shè)置為1 pixel/mm，那么需要的max曝光時間是1/10每秒。因為物體移動一個距離恰好等于相機傳感器中的一個像素，當(dāng)使用max曝光時間時這里會有一定數(shù)量的模糊。在這種情況下，一般傾向于將曝光時間設(shè)置的比max值要快，比如1/20每秒，就能保持物體在移動半個像素內(nèi)成像。如果同樣的物體以1厘米/秒的速度移動，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)置的對快取決于所采用的相機，還有你是否能夠給物體足夠的光來獲得一幅好的圖像。
選擇數(shù)字相機還是模擬相機
圖像處理器和采集卡屬于相對容易選擇的電子裝置，它們的主要參數(shù)是存儲能力和處理速度。
CCD和CMOS二者在圖像質(zhì)量上沒有明顯的優(yōu)劣之分?；贑MOS的工業(yè)相機需要的部件較少，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。
影響相機價格因素
典型情況下，由于傳感器尺寸的原因，像素數(shù)越高的相機就越昂貴。
在一定的分辨率下，幀速提高，成本也趨向于增加。
時提高幀速和分辨率通常要求相機具有多端口讀出，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，因此，模擬相機和數(shù)字相機之間的主要區(qū)別在于圖像是在哪里被數(shù)字化的。數(shù)字相機在相機里將信號數(shù)字化，并且通過串行總線接口（比如FireWire, USB, Camera Link, Gigabit Ethernet）將信號以數(shù)字方式傳輸給計算機（或圖像處理器）。而在另一方面，模擬相機系統(tǒng)并不是在其內(nèi)部將圖像信號數(shù)字化（數(shù)字化是由計算機完成的），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，但模擬信號可能會由于工廠內(nèi)其他設(shè)備（比如電動機或高壓電纜）的電磁干擾而造成失真。隨著噪聲水平的提高，模擬相機的動態(tài)范圍（原始信號與噪聲之比）會降低。動態(tài)范圍決定了有多少信息能夠被從相機傳輸給計算機。
典型的模擬相機需要5瓦到10瓦操作功率，而分辨率指標(biāo)相當(dāng)?shù)臄?shù)字相機則不到1瓦
結(jié)論：為機器視覺系統(tǒng)選擇相機時要認(rèn)真考慮工業(yè)相機的性能和成本。雖然工業(yè)模擬相機遠(yuǎn)比工業(yè)數(shù)字相機便宜，但它們的分辨率和圖像質(zhì)量較低，所以可能會被局限在要求不太高的應(yīng)用中。數(shù)字相機比模擬相機昂貴，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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