一、相機介紹及選型方法
1. 工業相機介紹
工業相機與我們手機上面的相機或者我們單反相機不同，工業相機它能夠使用各種惡劣的工作環境，比如說高溫，高壓，高塵等。工業相機主要有面陣相機和線陣相機，線陣相機主要用于檢測精度要求很高，運動速度很快的場景，而面陣相機應用更為廣泛。
線陣相機
這種相機呈現出線狀，一般上只在兩種情況下使用這種相機，一是被檢測視野為細長的帶狀，多用在滾筒上檢測；二是需要很大的視野和很高的精準度。我們看到的線陣相機的物體二維圖像是通過多次線陣掃描組合形成的。
線陣相機的優點就是可以做很多一維像元數，而且總像元數也比面陣相機少，像元尺寸比較靈活，幀幅數高，特別適用于一維動態目標的測量。
面陣相機
面陣相機機器視覺應用更加廣泛。面陣CCD的優點是可以直接獲取二維圖像信息，測量圖像直觀。可以短時曝光，利于搶拍動態景物，也可以拍靜態景物。由于我平時使用的基本都是面陣相機，所以這里主要介紹面陣相機的選型。
2. 工業相機選型
（1）CCD/CMOS
如果拍攝目標是靜態不動的，為了節約成本，可考慮使用CMOS相機，而如果目標是運動的，則優先考慮CCD相機。如果是需要高速采集的，這里指的高速是很高的采集速度，而非指很高的運動速度，可以考慮CMOS相機，因為CMOS的采集速度會優于CCD。如果需要高質量的圖像，如進行尺寸測量，可以考慮CCD，在小尺寸的傳感器里，CCD的成像質量還是要優于CMOS的。CCD工業相機主要應用在運動物體的圖像提取，在視覺自動檢查的方案或行業中一般用CCD工業相機比較多。隨著CMOS技術的發展，CMOS工業相機由成本低，功耗低也應用越來越廣泛。
（2）接口：工業相機的前面就是用來接鏡頭，都是有專業的標準接口。它的后面，一般有兩個接口，一個是電源接口，一個是數據接口。 工業相機的接口分為：USB 2.0/3.0、CamerLink、Gige、1394a/1394b、CoaXPress等類型的接口。這里只介紹幾種常用的接口類型。
USB接口：支持熱拔熱插、使用便捷、標準統一、可連接多個設備、相機可通過USB線纜供電。但沒有標準的協議、主從結構，CPU占用率高、帶寬沒有保證。usb3.0的接口一般都是可以自供電。但是也可以再接一個電源，假如usb接口供電不穩定的話，那么就可以選擇外接電源來進行供電。
Gige千兆以太網接口：是一種基于千兆以太網通信協議開發的相機接口標準；適用于工業成像應用，通過網絡傳輸無壓縮視頻信號；拓展性好，傳輸數據長度最長可伸展至100m（轉播設備上可無限延長）；帶寬達1Gbit，因此大量的數據可即時得到傳輸； 可使用標準的NIC卡（或PC上已默認安裝）；經濟性好，可使用廉價電纜（可使用通用的Ethernet電纜（CAT-6）和標準的連接器；可以很容易集成，且集成費用低；可管理維護性及廣泛應用性。
Camerlink接口： 是一種串行通訊協議。采用LVDS接口標準，具有速度快、抗干擾能力強、功耗低。從Channel link技術上發展而來的，在Channel link技術基礎上增加了一些傳輸控制信號，并定義了一些相關傳輸標準。協議采用MDR-26針連接器。高速率，帶寬可達6400Mbps、抗干擾能力強、功耗低。
Gige接口簡單方便的進行多相機設置，支持100米線材輸出。Camera Link接口是專門針對高速圖像數據需求的標準接口。USB 3.0接口具有簡單易用，實時性好的特點。目前在機器視覺中，應用最廣泛的接口是Gige（以太網）接口，以太網接口在傳輸速度、距離、成本等方面較其他接口具有很大的優勢。
（3）分辨率
其實從這里才算是正式開始相機的選型。在介紹選型方法之前，有必要介紹一下分辨率、像素、精度、像元尺寸、傳感器尺寸之間的關系，不少人總容易在這里弄混。
（4）傳感器尺寸
傳感器（CCD/CMOS）尺寸的表示方法大惑不解，因為像1/1.8英寸、2/3英寸之類的尺寸，既不是任何一條邊的尺寸，也不是其對角線尺寸，看著這樣的尺寸，往往難以形成具體尺寸大小的概念。
靶面尺寸=對角線尺寸
靶面面積=傳感器寬度x傳感器高度
傳感器尺寸大，在同樣的像素密度下，像元尺寸也會大，這樣會增加每個像元的感光面積，對提高圖像的質量有益。傳感器的尺寸，還能決定視野大小與工作距離。在同樣的工作距離、同樣的鏡頭下，傳感器尺寸大，可以拍攝更大的視野。
有了相機分辨率和傳感器尺寸，就能夠計算像元尺寸。
像元尺寸=傳感器尺寸/分辨率（像元個數），這樣就會分別得到寬度及高度上的像元尺寸。
像元尺寸指芯片像元陣列上每個像元的實際物理尺寸，例如3.75umx3.75um 等。像元尺寸從某種程度上反映了芯片的對光的響應能力，像元尺寸越大，能夠接收到的光子數量越多，在同樣的光照條件和曝光時間內產生的電荷數量越多。對于弱光成像而言，像元尺寸是芯片靈敏度的一種表征。是不是有些迷惑了，聽起來感覺和前面所說的相機分辨率很像，前面的相機分辨率值越小，分辨率高，這里是像元尺寸越大， 靈敏度越高。是兩個不同的概念。
（6）精度
精度指一個像素表示實際物體的大小，用（um*um）/pixel表示。注意，像元尺寸并不等于精度，像元尺寸是相機機械構造時固定的，而精度與相機視野有關，是變化的。精度值越小，精度越高。
（7）圖片分辨率
圖像分辨率比較好理解，就是單位距離內的像用多少個像素來顯示，與精度意義相同，只是表示方法不同。
二、選型基本原則
當視野大小即檢測目標大小一定時（選相機時一般將目標大小視為視野大小），相機分辨率越大，精度越高，圖像分辨率也越大；當視野大小不確定時，不同分辨率相機也能達到同樣的精度，這時選擇大像素相機可以擴大視野范圍，減少拍攝次數，提高測試速度。若1個是1百萬像素，另1個是3百萬像素，當清晰度相同（精度均為20um/pixel）,第1個相機的FOV是20mm×20mm＝400平方mm，第二個相機的FOV是1200平方mm，拍攝生產線上同樣數量的目標，假設第1個相機要拍攝30個圖像，第2個相機則只需拍攝10個圖像就可以了。
