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1. 工业相机与普通数码相机的差异
一文了解“工业相机”
图1 工业相机与普通数码相机
机器视觉的主要目的是代替人眼来做测量和判断，所以工业相机通常被安装在工厂快速运转的流水线上，在一些不适于人工作业的危险环境或者人眼视觉难以满足要求的场合。虽然在成像原理方面，工业相机与普通数码相机相差无几，但为满足工业检测特殊需要，工业相机具有较高的图像稳定性、高传输能力和高抗干扰能力等特点，在拍摄速度、精度和可重复性等方面，都远胜于普通数码相机，而且价格也高很多，堪称相机中的“高富帅”。
表1 工业相机和普通数码相机的比较

随着CCD与CMOS图像传感器制造技术的不断进步，两者的差异正在逐渐缩小，例如CCD图像传感器不断降低耗电量，以期应用于移动通讯市场，例如近年来基于CCD的ToF图像传感器进入市场；CMOS图像传感器则持续提升分辨率与灵敏度，以期应用于更的影像产品市场。虽然业界普遍认为CMOS取代CCD是必然趋势，在2015年CCD图像传感器的主要制造商索尼公司（Sony）甚至发布了其终止量产CCD的时间表。不过目前来看，很多工业或专业应用领域基于CCD图像传感器技术仍占据重要地位，在相当长的一段时间内，两者应该是共存的关系。其实，CMOS图像传感器的的优势是能够与图像采集和信号处理等功能集成实现片上系统（SoC），随着机器视觉系统从基于PC的板级式视觉系统向能嵌入更多功能、更小型的智能相机系统发展，CMOS图像传感器必将成为后的赢家。

了解工业相机的控制点
工业相机又俗称摄像机，相比于传统的民用相机而言，它具有高的图像稳定性、高传输能力和高抗干扰能力等，市面上工业相机大多是基于CCD或CMOS芯片的相机。从一下几个控制点去选择相机，一切尽在你的控制之中。
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相机品牌
虽然大多数的厂商都推出了全系列产品，但是每个品牌都有擅长的地方，选择该品牌的明星产品往往性价比高，可靠性好。
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分辨率
分辨率指的是图像传感器中所包含的像素点数，通常用长*宽表示。我们常说多少万像素相机就是由分辨率计算得来的。比如分辨率 1280pixel*1024pixel，1280*1024=1310720，就是130万像素的相机。分辨率在一定意义上决定了机器视觉系统能够达到的精度。
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快门
快门是相机中用来控制光线照射感光元件照射时间的装置。在工业相机中一般有两种快门方式：全局快门和卷帘快门。要点是如果需要动态取像一定要选全局快门，卷帘快门只能用于静态取像。
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帧速率
帧速率是指每秒钟采集图像的帧数，比如 30 fps ,可以算出理论上采集一张图片需要的时间是1000 ms/30 fps=33.3 ms，这个时间是要算在整体检测节拍中的。
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图像传感器
图像传感器是相机中的感光元件，可以将光学图像转换成电子信号，主要分为 CCD 和 CMOS。
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连接镜头的接口
相机的接口用于连接相机和镜头，主要有C口、CS口、F口。选择匹配的工业镜头接口即可，一定要在选型的时候就考虑到这个问题，如果接口不一样要加转接环。
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传输接口
传输接口指的是相机传输图片的方式，目前常用的有GigE，USB3.0，CameraLink等，接口不同也会影响到采集速度。
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相机颜色
相机分为彩色相机和黑白相机，通常情况下只有在需要识别颜色的情况下选择彩色相机，其他时候一律选黑白相机。因为很多视觉工具都是在黑白图像上处理的，如果选了彩色相机还需要转换成黑白图像再运算，这个过程往往会降低画质，索性一开始就选择黑白相机更好。
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相机维度
按照维度相机可以分为2D相机和3D相机，3D相机可以得到高度信息，其他情况用2D相机就可以解决了。
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相机的系统
相机的系统有两种：智能相机系统和 PC-Based 系统。智能相机系统集采集图像，处理图像于一体，结构紧凑，使用方便，价格略高。PC-Based 系统是用工业相机采集图像，PC处理图像，可以同时将多台相机集成在一个视觉系统里，可以二次开发定制软件。
从性价比上来说，如果是单台相机200万像素以下的需求建议选择智能相机，如果是多台相机或单台200万以上像素相机建议选择 PC-Based 系统。
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选择相机的时候，经常的问到选择CCD好还是CMOS好？这个要从它们的历史说起，初 CCD的成像质量的确明显优于CMOS ，但是过几年的发展，CMOS已经达到了CCD同样的成像质量而且制造成本更低，所以未来一定属于CMOS。
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关于图像传感器，我们主要需要了解的是芯片的尺寸，选择镜头的时候会用到。芯片的结构，这决定了相机是线阵相机还是面阵相机。芯片的型号也至关重要，好的芯片相机成像质量好。
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需要注意的是选对配件：
1、选择和接口相同的图像采集卡， GigE就配千兆网卡， CameraLink就配 CameraLink卡。
2、连接的线缆，接口要匹配，长度要确定，如果走线需要走坦克链一定要配高柔耐折弯的线缆，并且要带螺丝锁在接口上以免运动久了掉落或接触不良。

工业相机的主要参数简介
1、像素数：指的是工业相机CCD传感器的像素数，对于一定尺寸的CCD芯片，像素数越多则意味着每一像素单元的面积越小，因而由该芯片构成的工业相机的分辨率也就越高；
2、分辨率：是衡量工业相机优劣的一个重要参数，它指的是当工业相机摄取等间隔排列的黑白相间条纹时，在监视器上能够看到的多线数。
3、照度：也是衡量工业相机优劣的一个重要参数，有时省掉“”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；
4、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；
5、自动光圈接口：目前在市场上见到的标准CCD工业相机大都带有驱动自动光圈镜头的接口，有些可同时提供两种驱动方式（视频驱动、直流驱动）视频驱动方式是指工业相机将视频信号电动机转动；直流驱动方式则是指工业相机内部增加了镜头光圈电动机的驱动电路，可以直接输出直流控制电压到镜头内的光圈电动机并使其转动。一般视频驱动自动光圈接口使用3个针，即电源正、视频、接地；而直流驱动自动光圈接口使用4个针，即阻尼正、阻尼负、驱动正、驱动负；
6、电子快门：是比照照相机的机械快门功能提出的一个术语，它相当于控制CCD?图像传感器的感光时间；
7、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；
8、背光补偿:也称作逆光补偿或逆光补正,它可以有效补偿工业相机在逆光环境下拍摄时画面主体黑暗的缺陷；
9、线锁定同步:是一种利用交流电源来锁定工业相机场同步脉冲的一种同步方式。当图出现因交流电源造成的网波干扰时,将此开关拨到线锁定同步(L、L）的位置,就可以消除交流电源的干扰；
10、白平衡与黑平衡:白平衡是彩色工业相机的重要参数,它直接影响重现图像的彩色效果,当工业相机的白平衡设置不当时,重现图像就会出现偏色现象,特别是会使原本不带色彩的景物也着上了颜色。黑平衡也是彩色工业相机的一个重要参数,它是指工业相机在拍摄黑色景物或者盖上镜头盖时,输出的?3?个基本电平应相等，使在监视器屏幕上重现出纯黑白色；
11、水平相位调整:水平相位(HP)也称作行相位,它与彩色副载波具有严格的锁定关系；
12、垂直相位调整:也称作场相位,它与行相位也具有严格的锁定关系,主要是用于保证正确的电视扫描规律。

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