工业相机是机器视觉系统中的一个关键组件,工业相机一般安装在机器流水线上代替人眼来做测量和判断，选择合适的相机也是机器视觉系统设计中的重要环节，而选择哪种或者什么型号的相机，也主要是判断相机镜头的适配。

首先，相机怎么选。1、相机分辨率：根据对图像精度的要求来选择相机的分辨率2.、案例分析

2.1、已知条件待检测物体大小30mm*20mm检测精度0.01mm视野范围35mm*25mm2.2.、计算相机最小分辨率=（30/0.01）*（20/0.01=*==万像素；相机分辨率至少为万像素；为减少边缘提取时像素偏移带来的误差，提高系统的精确度和稳定性，实际使用中一般用2-3个像素对应一个最小缺陷特征，则相机分辨率为*3=万；最终选用万像素相机（*）

其次，镜头怎么选。1、镜头像面：为保证画面整体的可用性，选用镜头的像面尺寸应大于相机芯片的对角线（以下简称靶面），否则会出现边缘暗角/黑角等情况，影响使用；2、镜头焦距

根据被摄物体的大小我们可以得到视野的大致范围，这里我们用光学放大倍率来表示；

公式：光学放大倍率=CCD相机元素尺寸/视野实际尺寸=CCD（V）或（H）尺寸/视场（V）或（H）尺寸=焦距/物距

3、案例分析

3.1、已知条件

视野范围：35mm*25mm

镜头前端距离被测物体的距离：mm

选用相机：万像素（分辨率*，像元尺寸2.4m×2.4m）

3.2、计算

（1）CCD长宽尺寸：CCD长度=*2.4/0=13.mmCCD宽度=*2.4/0=8.mm（2）计算光学放大倍率：光学放大倍率=CCD（V）/视场（V）=13./35=0.倍（3）计算焦距：焦距=物距*光学放大倍数=*0.=37.5mm常用的焦距有：8、12、16、25、35、50、75等，所以选择35mm焦距（4）计算实际光学放大倍数、视野长度、视野高度：实际光学放大倍数=焦距/物距=35/=0.35倍实际视野长度=CCD长度/实际光学放大倍数=13./0.35=37.5mm实际视野宽度=CCD宽度/实际光学放大倍数=8./0.35=25.01mm（5）计算单像素精度单像素精度=视野长度/CCD长方向有效像素个数=35.7/=0.mm最终确定选型：35mm焦距镜头、搭配万像素相机，物距mm情况下可以达到37.5mm×25.01mm的视野，单像素精度0.mm。第三，相机镜头常用资源查询1、工业相机术语

1.1、芯片尺寸

芯片尺寸与分辨率是对应的，如w像素相机2.2um像元为1/2.5，3.45um像元为2/3，4.8um像元为1英寸芯片尺寸=像元尺寸*分辨率

1.2、精度

单位像素所代表的实际视野，数值越小精度越高

精度=视野/分辨率

1.3、拖影

一次曝光里，物体移动超过一个像素，图像上就会产生拖影，因此可以计算出产生拖影的临界曝光时间。

曝光时间=精度/运动速度

需要拍摄的理论精度0.1mm/pix，运动速度为0.1m/s的物体，最大曝光时间为

0.1/=0.s=1ms=0us

1.4、相机的选型

1.4.1、分辨率客户提供需要的精度与视野大小32mm*24mm，精度要求0.01mm分辨率（L/W）=视野（L/W）精度需要的相机分辨率为*==30w像素的相机1.4.2、颜色通常视觉中我们选择黑白相机，只有需要彩色图像时才会考虑彩色相机，因为机器视觉中黑白图像算法比较多，黑白相机使用光源成像质量比彩色相机复合白光质量要好1.4.3、传感器类型拍摄目标静态，为了节约成本优先考虑cmos相机，运动拍摄（飞拍）则优先考虑CCD相机。1.4.4、传感器尺寸在分辨率足够的情况下，优先使用尺寸大的像元，但同时需要考虑靶面大小，通常靶面越大，相机和镜头的价格越高。1.4.5、相机镜头接口一般相机都是C/CS接口，需要考虑与镜头的对接。如果有其他接口的镜头，需要考虑相机的接口。1.4.6、相机输出接口同等价位像素条件下优先选择实际输出速度快的接口类型。CameraLinkUSB3.0GigEUSB2.02、工业镜头术语

2.1、焦距

镜头焦距是光学系统中横梁光的聚集或发散的度量方式，指从透镜中心到光聚集之焦点的距离。

镜头焦距的大小决定着视场角的大小，拍摄的工作距离，成像视野大小和景深大小。

常用的焦距有8、12、16、25、35、50等

2.2、光圈

一个用来控制光线透过镜头，进入相机感光面的装置。相对孔径一般刻在镜头上，如1:2.8和1:4等

2.3、分辨率

分辨率是代表镜头记录物体细节的能力，常以每毫米里面能分别黑白线对数量为计量单位：线对/毫米（lp/mm）

2.4、放大倍数

放大倍数定义为图像的大小与物体大小之比，在一个视场，成像大小铺满整个芯片，即：放大倍数=芯片尺寸/视野=像元尺寸/精度

2.5、最小工作距离

镜头能够对焦清晰的最小工作距离。

2.6、景深

在对焦清晰的平面前后，存在一段仍然能够清晰成像的距离，成为景深。

通俗来讲再聚焦完成后，在焦点前后范围内都能够形成清晰的图像，这前后的距离范围叫景深。

2.7、畸变

镜头在成像时，特别是用焦距短的镜头拍摄大视场，图像会产生变形，这种情况叫做镜头的畸变。拍摄场景越大，所用镜头焦距越短，畸变程度越明显。

2.8、焦距计算

镜头焦距：焦距f=WD*（芯片尺寸长边/FOV长边）

注意：当视野长宽比芯片的长宽比时，需要用短边计算

2.9、远心镜头

放大倍率=芯片尺寸长边/FOV长边

注意：当视野长宽比芯片的长宽比时，需要用短边计算

3、镜头参数间相互影响关系

3.1、焦距大小的影响情况

焦距越小，景深越大；

焦距越小，畸变越大；

焦距越小，渐晕现象越严重，使像差边缘照度降低。

3.2、像场中央与边缘

一般像场中心较边缘分辨率高；

一般像场中心较边缘广场找亮度高。

3.3、光圈大小的影响情况

光圈越大，图像亮度越高；

光圈越大，景深越小；

光圈越大，分辨率越高；

光圈越大，渐晕现场越严重，光场照度越不均匀。

3.4、光源波长的影响

在相同相机镜头参数条件下，光源波长越短，得到的图像分辨能力越高。所用需要精密尺寸及位置测量的视觉系统中，尽量采用短波的单色光作为照明光源，可以提高系统精度。

第四，工业相机的选择要点1、视野范围、光学放大倍数及期望的工作距离：

在选择镜头时，我们会选择比被测物体视野稍大一点的镜头，有利于运动控制。

2、景深要求：

对于景深有要求的项目，尽可能使用小光圈；在选择放大倍率的镜头时，在项目许可下尽可能选用低倍率镜头；如果项目要求比较苛刻时，倾向选择高景深的尖端镜头。

3、芯片大小和相机接口：

例如2/3镜头支持最大的工业相机靶面为2/3，它是不能支持1英寸以上的工业相机。

4、与光源的配合：

选配合适镜头。

5、可安装空间：

有方案可选择情况下，让客户更改设备尺寸是不现实的。

转载请注明:http://www.aideyishus.com/lktp/7062.html