深圳鹏志宣传资料2017--相机部分1

NO:6 工业相机

一、相机的主要参数

1. 分辨率：分辨率是相机Zui基本的参数，由相机所采用的芯片分辨率决定，是芯片靶面排列的像元数量（Pixels），通常面阵相机分辨率用水平和垂直分辨率表示，如1296*966，我们平时说的130万像素等是指其像元总数的相近值。线阵相机一般直接用1K（1024 Pixels），2K（2048 Pixels），4K（4096 Pixels）等表示。

2. 　帧率（Frame Rate）/行频（Line Rate）：也是相机的重要参数，是指相机机采集图像的频率，面阵相机机一般为每秒采集的帧数（fps：Frame per Second.），线阵相机机为每秒采集的行数（Hz），一般用*KHz表示。

　3、 曝光方式

一般分为全局曝光（Global shutter）和逐行曝光（Rolling shutter）两种曝光方式，前者适应运动/静止场合，后者只适应静止场合；绝大多数CCD芯片相机都是Global shutter，一部分CMOS芯片相机是Rollingshutter。

4、像元深度：数字相机输出的数字信号，即像元灰度值，具有特殊的比特位数，成为像元深度。分辨率和像素深度共同决定了图像的大小。常用的像元深度是8Bit，10Bit、12Bit等，它定义了灰度由暗到亮的灰阶数，位数的上升可以增加灰度，提升测量精度，但同时也会增加图像的数据量，降低系统的速度。
5、像元尺寸：是指每个像元的长宽。同样条件下，像元越大，吸收光子的数量越多，芯片越灵敏。像元大小和像元数（分辨率）共同决定了相机机靶面的大小。

6、信噪比：图像中信号与噪声的比值（有效信号平均灰度值与噪声均方根的比值），代表了图像的质量，信噪比越高，图像质量越好。

7、动态范围：是指相机探测光信号的范围。一种是光学动态范围，是指饱和时光强与等于噪声输出时光强的比值；一种是电子动态范围，是指饱和时电压和噪声电压之间的比值。一般用倍数、dB或bit等方式表示。

8、光学接口：是指相机与镜头之间的接口，常用的镜头接口有C口、CS口、F口、M42口等。选择镜头时，镜头的尺寸要大与或者等于相机的芯片尺寸。

9、输出接口：是指相机和主机端连接的数据传输接口，一般有Firewire（1394）、GigE（千兆网）、USB、Camerlink接口。

10、光谱响应特性： 是指该像元传感器对不同光波的敏感特性，一般响应范围是350nm－1000nm。

二、工业相机分类 （建议做成表格形式，更直观，如有更好方式也可以）

1、按照芯片类型可以分为CCD相机、CMOS相机；
　　2、按照传感器的结构特性可以分为线阵相机、面阵相机；
　　3、按照扫描方式可以分为隔行扫描相机、逐行扫描相机；
　　4、按照分辨率大小可以分为普通分辨率相机、高分辨率相机；
　　5、按照输出信号方式可以分为模拟相机、数字相机；
　　6、按照输出色彩可以分为单色（黑白）相机、彩色相机；
　　7、按照输出信号速度可以分为普通速度相机、高速相机；
　　8、按照响应频率范围可以分为可见光（普通）相机、红外相机、紫外相机等。

    9、按照输出接口方式可分：1394口相机、千兆网口相机，cameralink相机

三、工业相机的选型：

由于处理的对像是由工业相机拍摄获取的图像，因此，工业相机的选择对与图像处理的结果起着至关重要的作用。

1、首先要清楚自己的检测任务，是静态拍照还是动态拍照，拍照的频率是多少，是做缺陷检测还是尺寸测量，或者是定位，产品的大小（视野）是多少，需要达到多少精度，所用软件的性能，现场环境情况如何，有没有其它的特殊要求等，通过项目要求可初步选定是采用面阵相机还是线阵相机，采用黑白相机还是彩色相机，然后通过公式的计算和综合信息选出较为合适的相机。

· 2、 计算合适的分辨率

根据目标的要求精度，反推出相机的像素精度。相机单方向分辨率=单方向视野范围除以理论精度。

例如对于视野大小为10*10mm的场合，要求精度为0.02mm/pixel,则当方向上分辨率=10/0.02=500.然而考虑到相机边缘视野的畸变以及系统的稳定性要求，一般不会只用一个像素单位对应一个测量精度值，一般选择倍数为4或者更高，这样相机单方向分辨率为2000，相机的分辨率=2000*2000=400万，由于400万相机选择性偏少，所以选用常用的500万像素的相机即可满足。

· 3. 选择相机帧率和曝光方式

当被测物体有运动要求时，要选择全部曝光方式的相机；同时选择满足此运动要求的，适当帧率和Zui小曝光时间的工业相机。一般来速度越快，需要更低曝光时间和更高帧率的相机。

· 4. 相机的输出方式和光学接口

根据现场和系统要求，选择适合的输出接口。例如10米以上的传输距离，优先选用稳定和的千兆网传输方式。由于镜头成本的差异，一般相机我们尽可能的采用标准光学接口。

·  5、通过综合信息，选用适合的相机

一款适合的相机，不仅仅要满足项目的技术指标要求，同时要具备稳定、服务好、、订货周期短等综合优点。

第六部分：相机

产品型号及参数（如BASLER文件夹--相机目录）

Basler ace系列主要特点：

· 分辨率从VGA到1400万像素

· Zui大帧速率为750 fps

· 可提供多种类型的芯片：CMOS和CCD，包括近红外增强版

· 外形尺寸大多数为29 mm x 29 mm，与模拟相机、1394、USB 2.0相机尺寸和底部安装结构相同，便于取代

· 单线材解决方案：支持PoE的千兆网(GigE)、支持PoCL的Camera Link、USB 3.0

· 灵活的I/O设置，超低的抖动和延迟，让视觉系统定时更精准

· 丰富的固件功能

· 出众的性价比

· 相机符合GigE Vision、USB3 Vision和Camera Link标准协议，具有的稳定性和灵活性