一、機器視覺系統

 工業相機型別：按照輸出訊號型別的不同分為模擬相機和數字相機兩種。而數字相機按照介面標準不同，可以分為1394相機、USB相機、CameraLink相機以及Gige相機四種。其中CameraLink介面相機能夠解決大資料量傳送問題；Gige介面相機能夠解決長距離、快速傳輸問題；而1394相機和USB介面相機具有簡單易用、價效比高等特點；

    鏡頭介面型別：C介面、CS介面、U介面等；

     光源型別：環形光源、背光源、同軸光源、條形光源、點光源、球積分光源等；

二、如何選擇相機？

1、根據應用的不同分別選用CCD或CMOS相機

CCD工業相機主要應用在運動物體的影象提取，當然隨著

2、解析度的選擇

　　根據系統需求來選擇解析度大小。首先考慮待觀察或待測量物體的精度，根據精度選擇解析度。相機畫素精度=單方向視野範圍大小/相機單方向解析度。則相機單方向解析度=單方向視野範圍大小/理論精度。若單視野為5mm長，理論精度為0.02mm，則單方向解析度=5/0.02=250。然而為增加系統穩定性，不會只用一個畫素單位對應一個測量/觀察精度值，一般可以選擇倍數4或更高。這樣該相機需求單方向解析度為1000，選用130萬畫素已經足夠。

　　其次看工業相機的輸出，若是體式觀察或機器軟體分析識別，解析度高是有幫助的；若是

應用案例：假設檢測一個物體的表面劃痕，要求拍攝的物體大小為10*8mm,要求的檢測精度是0.01mm。首先假設我們要拍攝的視野範圍在12*10mm,那麼相機的最低解析度應該選擇在：(12/0.01)*(10/0.01)=1200*1000,約為120萬畫素的相機，也就是說一個畫素對應一個檢測的缺陷的話，那麼最低解析度必須不少於120萬畫素，但市面上常見的是130萬畫素的相機，因此一般而言是選用130萬畫素的相機。但實際問題是，如果一個畫素對應一個缺陷的話，那麼這樣的系統一定會極不穩定，因為隨便的一個干擾畫素點都可能被誤認為缺陷，所以我們為了提高系統的精準度和穩定性，最好取缺陷的面積在

3、相機幀數選擇

　　當被測物體有運動要求時，要選擇幀數高的工業相機。但一般來說解析度越高，幀數越低；

4、與鏡頭的匹配

　　感測器晶片尺寸需要小於或等於鏡頭尺寸，C或CS安裝座也要匹配。

C與CS介面的區別在於鏡頭與攝像機接觸面至鏡頭焦平面（攝像機 CCD光電感應器應處的位置）的距離不同: C型介面此距離為17.5mm CS型介面此距離為12.5mm C型鏡頭與C型攝像機，CS型鏡頭與CS型攝像機可以配合使用。C型鏡頭與CS型攝像機之間增加一個 5mm的C/CS轉接環可以配合使用。CS型鏡頭與C型攝像機無法配合使用。

三、如何選擇鏡頭？

  工業攝像頭在解析度，幀率，對光線的要求，曝光方式等都有高可比性，其中主要部件為CCD感光晶片。

　1.解析度（Resolution）：相機每次採集影象的畫素點數（Pixels），對於數字工業相機一般是直接與光電感測器的像元數對應的，對於模擬相機則是取決於視訊制式，PAL製為768*576，NTSC製為640*480。

　　2.畫素深度（Pixel Depth）：即每畫素資料的位數，一般常用的是8Bit，對於數字工業相機一般還會有10Bit、12Bit等。

        3.最大幀率（Frame Rate）/行頻（Line Rate）：相機採集傳輸影象的速率，對於面陣相機一般為每秒採集的幀數（Frames/Sec.），對於線陣相機為每秒採集的行數。

4.像元尺寸（Pixel Size）：像元大小和像元數（解析度）共同決定了相機靶面的大小。目前數字工業相機像元尺寸一般為3μm-10μm，一般像元尺寸越小，製造難度越大，影象質量也越不容易提高。

5.曝光方式（Exposure）和快門速度（Shutter）：對於線陣相機都是逐行曝光的方式，可以選擇固定行頻和外觸發同步的採集方式，曝光時間可以與行週期一致，也可以設定一個固定的時間；面陣工業相機有幀曝光、場曝光和滾動行曝光等幾種常見方式，數字工業相機一般都提供外觸發採圖的功能。快門速度一般可到10微秒，高速工業相機還可以更快。

6.光譜響應特性（Spectral Range）：是指該像元感測器對不同光波的敏感特性，一般響應範圍是350nm－1000nm，一些相機在靶面前加了一個濾鏡，濾除紅外光線，如果系統需要對紅外感光時可去掉該濾鏡。

四、如何選擇光源？  

        光源是影響機器視覺系統輸入的重要因素，其直接影響輸入資料的質量和至少30%的應用效果。由於沒有通用的機器視覺照明裝置，所以針對每個特定的應用例項，要選擇相應的照明裝置，以達到最佳效果。下面介紹幾種常見的照明方式。

　　直接照明：光直接射向物體，得到清楚的影像。當需要得到高對比度物體影象的時候，這種型別的光很有效。但是當用它照在光亮或反射的材料上時，會引起像鏡面的反光。通用照明一般採用環狀或點狀照明。環燈是一種常用的通用照明方式，其很容易安裝在鏡頭上，可給漫反射表面提供足夠的照明。

　　同軸照明：同軸光的形成即通過垂直牆壁出來的變化發散光，射到一個使光向下的分光鏡上，相機從上面通過分光鏡看物體。這種型別的光源對檢測高反射的物體特別有幫助，還適合受周圍環境產生陰影的影響，檢測面積不明顯的物體。

　　暗場照明：暗場照明是相對於物體表面提供低角度照明。使用相機拍攝鏡子使其在其視野內，如果在視野內能看見光源就認為使亮場照明，相反的在視野中看不到光源就是暗場照明。因此光源是亮場照明還是暗場照明與光源的位置有關。典型的，暗場照明應用於對錶面部分有突起的部分的照明或表面紋理變化的照明。

　　漫射照明：連續漫反射照明應用於物體表面的反射性或者表面有複雜的角度。連續漫反射照明應用半球形的均勻照明，以減小影子及鏡面反射。這種照明方式對於完全組裝的電路板照明非常有用。這種光源可以達到170立體角範圍的均勻照明。

　　背光照明：從物體背面射過來均勻視場的光。通過相機可以看到物面的側面輪廓。背光照明常用於測量物休的尺寸和定物體的方向。背光照明產生了很強的對比度。應用背光技術時候，物體表面特徵可能會丟失。例如，可以應用背光技術測量硬幣的直徑，但是卻無法判斷硬幣的正反面。

　　除了以上介紹的幾種常用照明技術，還有些特殊場合所使用的照明技術，比如線上陣相機中需要亮度集中的條形光照明；比如在精密尺寸測量中與遠心鏡頭配合使用的平行光照明技術；比如在高速線上測量中減小被測物模糊的頻閃光照明技術；又比如可以主動測量相機到光源的距離結構光照明技術和減少雜光干擾的偏振照明技術等。

　　此外，很多複雜的被測環境需要兩種或兩種以上照明技術共同配合完成。因而豐富的照明技術可以解決視覺系統中影象獲取的很多問題，光源照明技術的選擇可能對一個視覺系統的成功與否至關重要。