高速抓拍工業(yè)相機的要求

高速抓拍是工業(yè)相機優(yōu)異于普通民用相機的表現(xiàn)之一，也是其一種重要的應用。工業(yè)相機作為機器視覺系統(tǒng)的核心組件，在行業(yè)應用中的地位是無可替代。而 根據(jù)不同的行業(yè)應用，我們要選用不同類型的工業(yè)相機才能保證機器視覺系統(tǒng)發(fā)揮最大的功能優(yōu)勢。選擇一個合適的高速抓拍相機應該從哪些方面入手：

 

一、精度滿足要求

此要求的篩選跟高速抓拍無關(guān)，跟普通工業(yè)相機選型類似，在此不作贅述。

二、確定色彩要求

要拍攝物體的顏色特征，就必須用顏色還原性比較好的相機，例如高質(zhì)量的CCD或者3CCD相機，與顏色無關(guān)的項目一般情況下采用黑白相機，但也不是完全如此，有些要檢測的特征可能在彩色圖片里能夠更好地顯現(xiàn)，此時也可能考慮使用彩色相機。

三、曝光時間，如何拍攝運動的物體

此部分為討論重點。拍攝運動物體的時候，需要克服的最重要的問題是拖影，拖影是在曝光的時候，拍攝目標與攝像系統(tǒng)之間存在相對運動形成的，因為這種 相對運動導致芯片上形成的圖像一直在變化，各個部位的像元在曝光的過程中受到來自物體不同位置成像的影響，最終形成的圖片是一個連續(xù)變化圖像空間內(nèi)圖片的 疊加。如下圖中1、2所示，圖1為無拖影情況，圖2為有拖影情況。

物體只要是運動的，拖影就一定會有的，為了使其不對檢測產(chǎn)生顯著影響，不同的項目類型，對拖影相對長度的限制不盡相同，對于尺寸測量的項目，拖影對 測量精度會有嚴重影響，在這種情況下，就會要求拖影長度盡可能短，例如不超過1/3像素，或者不超過一個像素等，而對于識別、計數(shù)等相關(guān)的項目則對拖影的 要求會相對寬些，這些要求一般情況下如此，并非絕對，具體看實際情況需要。

運動速度和曝光時間是直接影響拖影的兩個因素。為了保證圖像中的拖影不超過s單位像素，則需要做到如下等價說法：

1.芯片上光學像在曝光時間內(nèi)移動的位置不超過s單位像素；

2.物體與成像系統(tǒng)之間在曝光時間內(nèi)相對移動（垂直于光軸平面內(nèi)）距離不超過s單位的系統(tǒng)精度。

光像對芯片移動速度Vs與物體運動速度Vp之間關(guān)系為：

 

其實：光學系統(tǒng)中物方和像方所有的一維參數(shù)都是如上比例關(guān)系。

 

例如：某系統(tǒng)的拍攝精度是0.1mm/像素，相機曝光時間是1/2000秒，拍攝物體運動速度是10mm/s，這樣目標在曝光時間內(nèi)物體運動的距離是0.005mm<<0.1mm，因此可以用該系統(tǒng)拍攝。

總結(jié)起來，一般情況下就是保證：物體運動速度Vp 曝光時間Ts<允許最長拖影S單位系統(tǒng)精度。因此對于運動速度比較快的物體拍照，為了防止長的拖影就需要極短的曝光時間，會選用較好的CCD相機 (如MV-VD078SC)，因為通常的CCD相機感光比較好，可以實現(xiàn)短時間曝光，但并不是說必須使用CCD相機，如果光軸很強且速度不是很快，可以是 用CMOS相機，有的CMOS相機是幀曝光的(如MV-VD040SC)，總體感光效果也比較好，也是拍攝運動物體的比較好的選擇，具體怎么選擇按上面量 化要求即可。

四、幀率

幀率即相機每秒鐘可以捕捉的圖像數(shù)量。一般決定于圖像大小、曝光時間等，是相機的一個重要指標，相機幀率必須保證能夠拍攝到系統(tǒng)要求時間間隔最短的兩張圖片，否則就有可能造成丟幀等現(xiàn)象，進而漏檢某些產(chǎn)品。