工業(yè)相機(jī)（Industrial Camera）是一種專門為工業(yè)自動(dòng)化和機(jī)器視覺應(yīng)用而設(shè)計(jì)的成像設(shè)備，它不同于消費(fèi)類相機(jī)（如手機(jī)、單反），主要追求的是成像穩(wěn)定性、長時(shí)間可靠性、實(shí)時(shí)性和精確性。它通常與鏡頭、光源、圖像采集卡、圖像處理軟件等一起構(gòu)成機(jī)器視覺系統(tǒng)，用于檢測、測量、識(shí)別、定位等任務(wù)。

1、工業(yè)相機(jī)的特點(diǎn)

成像穩(wěn)定：能長時(shí)間穩(wěn)定工作，滿足24小時(shí)不間斷采集。

高幀率：可以在極短時(shí)間內(nèi)捕捉高速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)。

高分辨率：比消費(fèi)相機(jī)更高的像素精度，用于檢測微小缺陷。

低延遲：保證圖像與工業(yè)控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)聯(lián)動(dòng)。

數(shù)據(jù)傳輸接口專業(yè)：如GigE、USB3.0、Camera Link、CoaXPress，適配工業(yè)需求。

耐環(huán)境能力強(qiáng)：有的機(jī)型具備防塵、防震、防水設(shè)計(jì)。

2、基本參數(shù)

分辨率：指相機(jī)能夠捕捉圖像的像素?cái)?shù)量，它影響著圖像的細(xì)節(jié)程度和測量精度。通常面陣相機(jī)的分辨率用水平和垂直分辨率兩個(gè)數(shù)字表示，如：1920（H）x 1080（V），前面的數(shù)字表示每行的像元數(shù)量，即共有1920個(gè)像元；后面的數(shù)字表示像元的行數(shù)，即1080 行。線陣相機(jī)的分辨率通常表示多少K，如1K（1024），2K（2048），4K（4096）等。選擇時(shí)需要根據(jù)測量對(duì)象的特征和測量精度要求來計(jì)算所需的像素?cái)?shù)量。

幀率：表示相機(jī)每秒捕獲的圖像數(shù)量（FPS），即相機(jī)采集和傳輸圖像的速度。通常面陣相機(jī)用幀頻表示，單位fps（Frame Per Second）。如30fps，表示相機(jī)1秒鐘內(nèi)最多能采集30幀圖像。線陣相機(jī)通常用行頻表示，單位KHz，如12KHz，表示相機(jī)1秒鐘內(nèi)最多能采集12000行圖像數(shù)據(jù)。高幀率相機(jī)適用于快速運(yùn)動(dòng)物體的捕捉和分析。

像素深度：數(shù)字相機(jī)輸出的數(shù)字信號(hào)，即像元灰度值，具有特殊的比特位數(shù)，稱為像元深度。對(duì)于黑白相機(jī)，這個(gè)值通常是8-16bit。像元深度定義了灰度由暗道亮的灰階數(shù)。例如，對(duì)于8bit的相機(jī)0 代表全暗而255 代表全亮。決定了圖像的色彩范圍和灰度級(jí)別。高像素深度相機(jī)能提供更豐富的色彩和更精細(xì)的灰度變化。

像元尺寸：像元的尺寸是每個(gè)像素的面積，也就是像元大小。像元尺寸大小和像元數(shù)（分辨率）共同決定了相機(jī)靶面的大小。

精度：檢測的精準(zhǔn)度，每個(gè)像素代表的實(shí)際物理尺寸。精度=單方向市場大小/相機(jī)單方向分辨率。

噪聲：感光器件（CMOS/CCD）接收光線信號(hào)并輸出的過程中所產(chǎn)生的圖像中的粗糙部分。工業(yè)相機(jī)的噪聲是指成像過程中不希望被采集到的、實(shí)際成像目標(biāo)外的信號(hào)。

信噪比：輸出信號(hào)中有用信號(hào)和噪聲的比（dB）。

數(shù)據(jù)接口：在機(jī)器視覺檢測技術(shù)中，當(dāng)前工業(yè)相機(jī)的數(shù)據(jù)接口主要有GigE、USB3.0、CoaXPress、Cameralink、HSLink、10GigE，還有退居二線的IEEE 1394、USB2.0、LVDS、RS422、SDI等。 1）GigE：帶寬可達(dá)到1000 Mbps，不需中繼器最遠(yuǎn)可傳輸100米。 2）Cameralink：支持速率達(dá)2.3Gb/s。 3）USB3.0：最大信號(hào)傳輸速率可達(dá)5 Gbits/s。實(shí)際傳輸速率可達(dá)到 +350MB/s。 4）CoaXPress：一種非對(duì)稱的高速串行通信數(shù)字標(biāo)準(zhǔn)，一根電纜最高傳輸率可達(dá) 6.25Gb/s，傳輸距離可達(dá)100米。 5）HSLink：最大帶寬可達(dá)6000MB/s，支持即插即用。 6）10GigE：俗稱萬兆網(wǎng)，帶寬可達(dá)到10000 Mbps，最遠(yuǎn)可傳輸100米。

動(dòng)態(tài)范圍：動(dòng)態(tài)范圍表明相機(jī)探測光信號(hào)的范圍。對(duì)于固定相機(jī)，其動(dòng)態(tài)范圍是一個(gè)定值，不隨外界條件變化而變化。在線性響應(yīng)曲線上，相機(jī)的動(dòng)態(tài)范圍定義為飽和曝光量與噪聲等效曝光量的比值，即動(dòng)態(tài)范圍=光敏元的滿阱容量/等效噪聲信號(hào)動(dòng)態(tài)范圍，可用倍數(shù)、dB 或Bit 等方式來表示。動(dòng)態(tài)范圍大，相機(jī)對(duì)不同的光照強(qiáng)度有更強(qiáng)的適應(yīng)能力。

光譜響應(yīng)性：工業(yè)相機(jī)的光譜響應(yīng)特性是指該感光芯片對(duì)不同光波的敏感特性，一般響應(yīng)范圍是350nm－1000nm，一些相機(jī)在感光芯片前加了一個(gè)濾鏡，濾除紅外光線，如果系統(tǒng)需要對(duì)紅外感光時(shí)可去掉該濾鏡。

快門方式：工業(yè)相機(jī)有全局快門和卷簾快門。全局快門是所有像素同事曝光，適合運(yùn)動(dòng)的物體；卷簾是同一行上的像素同時(shí)曝光，不同曝光起始時(shí)間不同，適用于靜止物體，圖像不易偏移。

選擇工業(yè)相機(jī)參數(shù)時(shí)，需要綜合考慮應(yīng)用場景，例如：

需要看清多小的細(xì)節(jié)？ → 決定 分辨率 和 像素尺寸。

物體移動(dòng)速度有多快？ → 決定 幀率 和 快門類型。

相機(jī)距離計(jì)算機(jī)有多遠(yuǎn)？ → 決定 接口類型。

是否需要識(shí)別顏色？ → 決定是選擇 黑白 還是 彩色 相機(jī)。

理解這些參數(shù)，可以幫助你更好地選擇適合特定工業(yè)應(yīng)用的相機(jī)。