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如何选择相机
 

根据经验,选择一个合适的相机(由于存在一定差异,暂不考虑线阵相机,如需要,另做文档),大概从以下方面入手:
   
    一、精度满足要求
   
    精度有两种说法,一种是图像中一个像素对应目标代表的尺寸,单位为mm/像素;一种说法是目标物体上单位长度在图像中占据的像素数,单位为像素/mm,通常情况下使用前一种说法。
    另外,还有一些描述方法,比如多少条或者多少丝,这些都是一些古代单位,并且有计算系数,在本行业内部,不再是其原来意义,全部当做0.01mm,一条就是0.01mm/像素,一丝也是0.01mm/像素。
    精度的计算公式是:
   

 


    二、确定色彩要求
   
    一般情况下,要拍摄物体的颜色特征,就必须用颜色还原性比较好的相机,例如高质量的CCD或者3CCD相机,与颜色无关的项目一般情况下采用黑白相机,但也不是完全如此,有些要检测的特征可能在彩色图片里能够更好地显现,此时也可能考虑使用彩色相机。
   
    三、曝光时间,如何拍摄运动的物体
   
    拍摄运动物体的时候,需要克服的最重要的问题是拖影,拖影是在曝光的时候,拍摄目标与摄像系统之间存在相对运动形成的,因为这种相对运动导致芯片上形成的图像一直在变化,各个部位的像元在曝光的过程中受到来自物体不同位置成像的影响,最终形成的图片是一个连续变化图像空间内图片的叠加,如下图所示:
   

 

    拖影
    物体只要是运动的,拖影就一定会有的,为了使其不对检测产生显著影响,不同的项目类型,对拖影相对长度的限制不尽相同,对于尺寸测量的项目,拖影对测量精度会有严重影响,在这种情况下,就会要求拖影长度尽可能短,例如不超过1/3像素,或者不超过一个像素等,而对于识别、计数等相关的项目则对拖影的要求会相对宽些,这些要求一般情况下如此,并非绝对,有写特殊情况下可能会有特殊要求,具体看实际情况需要。
    在硬件固定情况下,直接影响拖影长度的参数是物体的运动速度和曝光时间。
    为了保证图像中的拖影不超过s单位像素,则需要做到如下等价说法:
    1.芯片上光学像在曝光时间内移动的位置不超过s单位像素;
    2.物体与成像系统之间在曝光时间内相对移动(垂直于光轴平面内)距离不超过s单位的系统精度。
    光像对芯片移动速度Vs与物体运动速度Vp之间关系为:
   

 

    其实:光学系统中物方和像方所有的一维参数都是如上比例关系。
   

 

    例如:某系统的拍摄精度是0.1mm/像素,相机曝光时间是1/2000秒,拍摄物体运动速度是10mm/s,这样目标在曝光时间内物体运动的距离是0.005mm<<0.1mm,因此可以用该系统拍摄。
    一般情况下就是保证:
    物体运动速度Vp 曝光时间Ts<允许最长拖影S单位系统精度
    因此对于运动速度比较快的物体拍照,为了防止长的拖影就需要极短的曝光时间,会选用较好的CCD相机,因为通常的CCD相机感光比较好,可以实现短时间曝光,但并不是说必须使用CCD相机,如果光轴很强且速度不是很快,可以是用CMOS相机,有的CMOS相机是帧曝光的,总体感光效果也比较好,也是拍摄运动物体的比较好的选择,具体怎么选择按上面量化要求即可。
   
    四、帧率
   
    决定于图像大小、曝光时间等,是相机的一个重要指标,相机帧率必须保证能够拍摄到系统要求时间间隔最短的两张图片,否则就有可能造成丢帧等现象,进而漏检某些产品。
   
    五、芯片尺寸
   
    一般情况下对此没有特殊要求,在一些器件固定情况下,为了得到较大或者较小的视场,会考虑相机的芯片问题。
    相同的分辨率情况下,芯片越大,像元就越大,感光就越好,景深也越大。
    六、 数据接口
   
    主要有USB、IEEE 1394、GIGE、Camera Link,其主要特点为:
   

 

    七、 镜头接口
   
    一般情况下都是先选相机后选镜头,此问题参考选镜头部分文档。
   
    八、 其他相关:
   
    1. 品牌要求
    某些人对某些品牌有特殊好感;
    2. 尺寸要求
    对空间有限制要求的;
    3. 重量要求
    对摄像系统需要运动的;
    4. 价格要求;
    5. 其他要求
    ……

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