高速抓拍工业相机的要求

高速抓拍是工业相机优异于普通民用相机的表现之一，也是其一种重要的应用。工业相机作为机器视觉系统的核心组件，在行业应用中的地位是无可替代。而 根据不同的行业应用，我们要选用不同类型的工业相机才能保证机器视觉系统发挥最大的功能优势。选择一个合适的高速抓拍相机应该从哪些方面入手：

 

一、精度满足要求

此要求的筛选跟高速抓拍无关，跟普通工业相机选型类似，在此不作赘述。

二、确定色彩要求

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

此部分为讨论重点。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。如下图中1、2所示，图1为无拖影情况，图2为有拖影情况。

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，具体看实际情况需要。

运动速度和曝光时间是直接影响拖影的两个因素。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。

总结起来，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 (如MV-VD078SC)，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(如MV-VD040SC)，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

帧率即相机每秒钟可以捕捉的图像数量。一般决定于图像大小、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。