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4、工业相机
怎样选择线阵相机和镜头
计算分辩率:幅宽除以最小检测精度得出每行需要的像素
选定相机:幅宽除以像素数得出实际检测精度
每秒运动速度长度除以精度得出每秒扫描行数
根据以上数值选定相机
镜头：sensor长度（像素宽度×像素数）×?物距?/幅宽
如幅宽为1600毫米、精度1毫米、运动速度22000mm/s
相机：1600/1＝1600像素
最少2000像素，选定为2k相机
1600/2048＝0.8实际精度
22000mm/0.8mm＝27.5KHz
应选定相机为2048像素?28kHz相机
线阵相机和相阵相机区别
线阵相机： 它的传感器只有一行感光元素，因此使高扫描频率和高分辨率成为可能。线阵相机的典型应用领域是检测连续的材料，例如金属、塑料、纸和纤维等。被检测的物体通常匀速运动 , 利用一台或多台相机对其逐行连续扫描 , 以达到对其整个表面均匀检测。可以对其图象一行一行进行处理 , 或者对由多行组成的面阵图象进行处理。另外线阵相机非常适合测量场合，这要归功于传感器的高分辨率 , 它可以准确测量到微米。
1，线阵相机，机顾名思义是呈“线”状的。虽然也是二维图象，但极长，几K的长度，而宽度却只有几个象素的而已。一般上只在两种情况下使用这种相机：一、被测视野为细长的带状，多用于滚筒上检测的问题。二、需要极大的视野或极高的精度。
2，在第二种情况下（需要极大的视野或极高的精度），就需要用激发装置多次激发相机，进行多次拍照，再将所拍下的多幅“条”形图象，合并成一张巨大的图。因此，用线阵型相机，必须用可以支持线阵型相机的采集卡。
线阵型相机价格贵，而且在大的视野或高的精度检测情况下，其检测速度也慢－－一般相机的图象是 400K～1M，而合并后的图象有几个M这么大，速度自然就慢了。慢功出细活嘛。由于以上这两个原因，线阵相机只用在极特殊的情况下。
面阵相机
相机像素是指这个相机总共有多少个感光晶片，通常用万个为单位表示，以矩阵排列，例如3百万像素、2百万像素、百万像素、40万像素。百万像素相机的像素矩阵为W*H=1000*1000.
相机分辨率，指一个像素表示实际物体的大小，用um*um表示。数值越小，分辨率越高.FOV(Field of View, 视场)是指相机实际拍摄的面积,以毫米×毫米表示。FOV是由像素多少和分辨率决定的。相同的相机，分辨率越大，它的FOV就越小。例如1K*1K的相机，分辨率为20um,则他的FOV=1K*20 × 1k*20=20mm ×20mm，如果用30um的分辨率，他的FOV=1K*30×1k*30=30mm×30mm。在图像中，表现图像细节不是由像素多少决定的，而是由分辨率决定的。分辨率是由选择的镜头焦距决定的，同一种相机，选用不同焦距的镜头，分辨率就不同。如果采用20um分辨率，对于1mm*0.5mm的零件，它总共占用像素1/0.02 ×0.5/0.02＝50×25个像素，如果采用30um的分辨率，表示同一个元件，则有1/0.03×0.5/0.03=33×17个像素，显然20um的分辨率表现图像细节方面好过30um的分辨率 。
既然像素的多少不决定图像的分辨率（清晰度），那么大像素相机有何好处呢？答案只有一个：减少拍摄次数，提高测试速度。 1个是1百万像素，另1个是3百万像素，清晰度相同（分辨率均为20um）,第1个相机的FOV是20mm×20mm＝400平方mm，第二个相机的FOV是1200平方mm,拍摄同一个PCB，假设第1个相机要拍摄30个图像，第2个相机则只需拍摄10个图像就可以了。
对于面阵CCD来说，应用面较广，如面积、形状、尺寸、位置，甚至温度等的测量。面阵CCD的优点是可以获取二维图像信息，测量图像直观。缺点是像元总数多，而每行的像元数 一般较线阵少，帧幅率受到限制，而线阵CCD的优点是一维像元数可以做得很多，而总像元数角较面阵CCD相机少，而且像元尺寸比较灵活，帧幅数高，特别适用于一维动态目标的测量。以线阵CCD在线测量线径为例，就在不少论文中有所介绍，但在涉及到图像处理时都是基于理想的条件下，而从实际工程应用的角度来讲，线阵CCD图像处理算法还是相当复杂的。
由于生产技术的制约，单个面阵CCD的面积很难达到一般工业测量对视场的需求。线阵CCD 的优点是分辨力高，价格低廉，如TCD1501C型线阵CCD，光敏像元数目为5 000，像元尺寸为7 μm×7 μm×7 μm(相邻像元中心距)该线阵CCD一维成像长度35 mm，可满足大多数测量视场的要求，但要用线阵CCD获取二维图像，必须配以扫描运动，而且为了能确定图像每一像素点在被测件上的对应位置，还必须配以光栅等器件以记录线阵CCD每一扫描行的坐标。一般看来，这两方面的要求导致用线阵CCD获取图像有以下不足：图像获取时间长，测量效率低；由于扫描运动及相应的位置反馈环节的存在，增加了系统复杂性和成本；图像精度可能受扫描运动精度的影响而降低，最终影响测量精度。
即使如此，线阵CCD获取图像的方案在以下几方面仍有其特有的优势：线阵CCD加上扫描机构及位置反馈环节，其成本仍然大大低于同等面积、同等分辨率的面阵CCD；扫描行的坐标由光栅提供，高精度的光栅尺的示值精度可高于面阵CCD像元间距的制造精度，从这个意义上讲，线阵CCD获取的图像在扫描方向上的精度可高于面阵CCD图像；新近出现的线阵CCD 亚像元的拼接技术可将两个CCD芯片的像元在线阵的排列长度方向上用光学的方法使之相互错位1／2个像元，相当于将第二片CCD的所有像元依次插入第一片CCD的像元间隙中，间接“减小”线阵CCD像元尺寸，提高了CCD的分辨率，缓解了由于受工艺和材料影响而很难减小CCD像元尺寸的难题，在理论上可获得比面阵CCD更高的分辨率和精度。
?因此，线阵CCD加扫描运动获取图像的方案目前仍使用广泛，尤其是在要求视场大，图像分辨率高的情况下甚至不能用面阵CCD替代。但是，仅有高的分辨率还不能保证有高的图像识别精度，特别是线阵CCD获取的图像虽然分辨率高，但由于受扫描运动精度的影响，其图像较面阵CCD图像更具特殊性。因此，图像识别时不仅要充分利用分辨率高的优势，还必须从算法上克服扫描运动的影响，使机械传动的误差不致直接影响最终的图像识别精度。
线阵CCD图像的特点
由于CCD像元是有间隔的，不论面阵还是线阵CCD获取的图像外观虽然是致密的，但实质上都是离散图像，但面阵CCD像元在纵横两个方向间隔一致，其图像的离散度是一致的，而线阵CCD图像由于存在像元间距和扫描行距，像素点在两个坐标方向上的距离分别是像元间距和扫描行距，一般来说扫描行距受机械传动部分的限制，远大于像元间距。 线阵CCD获取二维图像，必须配以扫描运动，在此过程中，线阵CCD在电机驱动下水平前移，按照固定的时间间隔采集一行图像。从理论上讲，电机运动速度应该是匀速的；CCD采集图像的时间间隔主要取决于光积分时间，也应该是相等的，因此行距应该是相等的，但由于电机运动产生的振动、启停过程中速度的变化，特别是机械传部分的误差都会影响采集行距的一致性，同时，线阵CCD 自身光积分时间也会影响采集行距
工业相机分辨率有哪些
相机的分辨率是以纵横像素数相乘表示的，一般情况下，最高拍摄分辨率就近似于它的可用像素总数。比如6000×4000，也就是个大概为2400万像素相机的最大分辨率。8um/piexl这个是指像素尺寸，也就是说这个相机传感器的最小记录单元有8um大。这些都和被拍摄物体的实际尺寸是无关的，换算之后只是被拍摄物体在传感器上的成像尺寸。
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工业相机
工业相机是机器视觉系统中的一个关键组件，其最本质的功能就是将光信号转变成有序的电信号。选择合适的相机也是机器视觉系统设计中的重要环节，相机的选择不仅直接决定所采集到的图像分辨率、图像质量等，同时也与整个系统的运行模式直接相关。
主要参数编辑播报
1.分辨率（Resolution）：相机每次采集图像的像素点数（Pixels），对于数字相机一般是直接与光电传感器的像元数对应的，对于模拟相机则是取决于视频制式，PAL制为768*576，NTSC制为640*480，模拟相机已经逐步被数字相机代替，且分辨率已经达到6576*4384。
2.像素深度（PixelDepth）：即每像素数据的位数，一般常用的是8Bit，对于数字相机机一般还会有10Bit、12Bit、14Bit等。
3.最大帧率（FrameRate）/行频（LineRate）：相机采集传输图像的速率，对于面阵相机一般为每秒采集的帧数（Frames/Sec.），对于线阵相机为每秒采集的行数（Lines/Sec.）。
4.曝光方式（Exposure）和快门速度（Shutter）：对于线阵相机都是逐行曝光的方式，可以选择固定行频和外触发同步的采集方式，曝光时间可以与行周期一致，也可以设定一个固定的时间；面阵相机有帧曝光、场曝光和滚动行曝光等几种常见方式，数字相机一般都提供外触发采图的功能。快门速度一般可到10微秒，高速相机还可以更快。
5.像元尺寸（PixelSize）：像元大小和像元数（分辨率）共同决定了相机靶面的大小。数字相机像元尺寸为3μm~10μm，一般像元尺寸越小，制造难度越大，图像质量也越不容易提高。
6.光谱响应特性（SpectralRange）：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，一些相机在靶面前加了一个滤镜，滤除红外光线，如果系统需要对红外感光时可去掉该滤镜。[1]
7.接口类型：有CameraLink接口，以太网接口，1394接口、USB接口输出，目前最新的接口有CoaXPress接口。
线阵相机的原理和线阵相机为什么做黑白平衡
1，线阵相机，机顾名思义是呈“线”状的。虽然也是二维图象，但极长，几K的长度，而宽度却只有几个 象素的而已。
一般上只在两种情况下使用这种相机：一、被测视野为细长的带状。如 滚筒上检测的问题。就是“关心的目标物特征分布在直线上”。二、需要极大的视野或极高的精度。
2，在第二种情况下（需要极大的视野或极高的精度），就需要用激发装置多次激发相机，进行多次拍照， 再将所拍下的多幅“条”形图象，合并成一张巨大的图。因此，用线阵型相机，必须用可以支持线阵型相机 的采集卡。
记得EURESYS有这个功能，其软件包中有合并“条”形图象的函数。最大的好象可以合并出8M的图象来。
线阵型相机价格贵，而且在大的视野或高的精度检测情况下，其检测速度也慢－－一般相机的图象是 400K～1M，而合并后的图象有几个M这么大，速度自然就慢了。慢功出细活嘛！由于以上这两个原因，线阵 相机只用在极特殊的情况下。
另外线阵摄像机就是line scan camera,顾名思义就是一行一行的扫描，area scan camera大都是1/3,1/2,2/3 inch大小的ccd sensor,而line scan camera大都为10mm,20mm,30mm长的条状ccd sensor,现在行频有20k,40k,60k,甚至是80k，每行的象素有1k,2k,4k,甚至是8k，这种摄像机大都用在幅面很大的检测设备上，比如印刷、玻璃、食品、烟草等等。 大多数的线阵摄像机都是黑白，也有彩色的，但非常贵，因为它不是面阵摄像机那样经过bayer转换或是一些色彩变换得到的彩色图像，而是纯正的3 ccd感光，3ccd位置不同，又存在空间校正的麻烦，所以彩色线阵ccd造价昂贵，而且用起来很繁琐。 线阵摄像机对光的要求也更高，均匀性要求必须非常好，而且经久耐用，最重要的一点是当使用行频速度非常高的ccd时，比如60k或80k时，要求光的亮度非常高，因为速度太快了。 另外就是编码起要做的比较好，否则图像会被拉伸。 说道使用线阵摄像机的项目，非常昂贵，好多项目是使用多台摄像机一起安装，2,4,8比较常见，如果是两面检测，那就再double一下吧，我所知道的线阵设备大都在100万人民币以上，如果4个摄像机加4个采集卡加相应的光源，就这些硬件的成本就不会少于20万（嘿嘿，劝大家多接一些这样的项目，绝对有的赚，一般的检测国内竞争还是挺激烈的，什么dvt,keyence,omron,ppt,simens,panasonic,etc.，能做线阵项目的国内很少)。 国际上比较知名的生产线阵摄像机的就这么几家，basler,delsa，delsa属于高端，basler属于中端，国内消费basler的东西还是相当有竞争力的。采集卡吗，好几家公司有，matrox，I2S，euresys。
线阵相机具体是什么
线阵相机，主要应用于工业、医疗、科研与安全领域的图象处理。 在机器视觉领域中，线阵相机是一类特殊的视觉机器。与面阵相机相比，它的传感器只有一行感光元素，因此使高扫描频率和高分辨率成为可能。线阵相机的典型应用领域是检测连续的材料，例如金属、塑料、纸和纤维等。被检测的物体通常匀速运动 , 利用一台或多台相机对其逐行连续扫描 , 以达到对其整个表面均匀检测。可以对其图象一行一行进行处理 , 或者对由多行组成的面阵图象进行处理。另外线阵相机非常适合测量场合，这要归功于传感器的高分辨率 , 它可以准确测量到微米。
