关于相机(摄相头)的选用

关于相机(摄相头)的选用简述这几天在论坛中，常常看到有朋友问这样的问题：选用什么样的相机(摄相头)才适合？面对这样的问题，主要从两个方面去考虑：一、所要开发的视觉系统的速度要求；二所要开发的视觉系统的精度要求。下面，我们就这两个方面来分别讨论。一，速度要求。普通的CCD相机的拍照速度为20~60毫秒，平均为40毫秒(关于CCD相机成象及工作原理，以后另题讨论)。这相当于我们家用相机的快门速度，只不过工业用的CCD相机的快门速度是固定不变的(其实快门速度可调，但这里暂不讨论)。这也就是说，如果要得到清晰的图象的话，当相机在拍照的这40毫秒时间里，被拍物体应该是静止不动的。如果物体动了，图象就会有不同程度的模糊。如果你的系统对速度要求不高的话(比如：4.5秒/2件)，那么你就可以选择普通CCD相机，在静态下拍照。具体来说，静态拍照系统运行过程大致应该是这样：1，将被测物体移至相机下，停止；2，等被测物完全静止，系统命令相机拍照；3，拍照完成，系统将被测物移出，再把下一被测物移进。如此循环往复，直至无穷。但如果你的系统对速度要求相当高(比如：50件/秒)，那么你的系统就不能采用静态拍照方式，而需要动态拍照。通常我们叫这种系统为on the fly。从英文字面上就可以猜得到，所谓动态拍照，就是要“飞”着拍。当然采用动态拍照要比静态拍照略为复杂一些，不仅需要选用高速相机，而且灯源也要作一定调整。目前市场上的高速相机有很多，不过最为大众化的是“新式扫描方式相机”(Progressive scan camera自己瞎翻译的)。这种相机不仅价格较其它高速相机更大众化，而且由于它的扫描方式与普通CCD相机不同，拍照速度大约为20毫。正是由于它的高速及特殊的扫描方式，所以就算是在动态下拍照(on the fly)，所成的图象也会“不动声色”。说了半天，到底什么是on the fly？其实很简单，就是系统在对被测物进行拍照时，被测物是不停的----一直向前走，不要朝两边看。所以对系统速度的估算，不能单单只考虑视觉系统本身。而是要将整个系统的条件(包括视觉系统所在机器设备的运行条件)以及工作环境都一起考虑进去。二、精度要求系统的精度，与相机CCD芯片的分辨率有直接的关系。而目前在市场上很常见的相机，有以下几种分辨率：1000*1000以上，这属于高分辨率；700*500左右，这属于中分辨率；300*200，这是低分辨率。这只是数量级的区分，具体不同公司生产的相机，分辨率有一些差别。几天前曾与大家讨论过关于相机“标定”的问题，相信大家都已经知道象素值在系统测量过程中担任着非常重要的角色。象素值与系统的精度是成反比的，就是说象素值越小，那么系统所能达到的精度就越高。通常行业中对于视觉系统精度的标定，都是以象素为单位的。举例来说，有两家视觉开发公司。在A公司的产品说明书中，他们标明的精度为1/4象素；而在B公司的说明书中，他们的精度仅为1/2象素等。什么意思呢？好比现在你老板要你对几家公司的视觉系统作评估。那么在作有关精度的评估(评估自然是多方面的)之前，你先要知道以下几个因素：1，你们要该系统所检测的视野范围(FOV)是多大；2，该系统所用的相机的CCD分辨率是多少；3，该公司说明书中所说的精度有多高。之后你再对对两家公司作比较，按照已经知道的因素：视野范围50*30MM；两家公司都是用768*572的相机；A公司的精度是1/4象素，B公司是1/2象素。根据公式FOV/CCD*精度，你可以计算出两家公司的系统，相对于你们公司的要求而所能太到的精度(X方向)分别为：A公司可达最高精度为50/768*(1/4)=0.016MM；B公司为50/768*(1/什么)=0.032MM。可见，A公司比B公司的精度高2倍，单以纸上的结果来看，A公司测量的结果自然比B公司准确。以上就是精度计算的基本方法。现在把以上两点再综合起来作个总结：选用什么样的相机，在作出决定前你先要知道1，系统对速度的要求是多快；2，系统所要检测的视野范围是多大；3，系统所要达到的最低精度是多少；4，系统所用软件的精度是几分之几个象素。有了这四点，你就可以决定你要用高速还是低速相机，是高分辨率相机还是低分辨率相机了。

一般家用数码相机主要的性能指标看：

1，CCD尺寸，这是成像质量的关键所在，尺寸越大成像质量越好。一般选1/2.5英寸以上的。1/1.8或1/1.7英寸的比较好了。

2，CCD的有效像素。CCD有效象素一般的选500万以上。一般家用的05年主流是500万，06年是600万。像素大小的作用在于能打印多大的照片。500万像素的分辨率最大打印尺寸就可达50 x 75 厘米 (20x30 英寸)的优质照片了，注意是优质，也就是说，再打印大些的效果也是不错的。你想想，一般人需要用1000万像素的吗？其实300万就够用的了。

3，镜头尺寸。3到12倍光学变焦，一般选3到4倍就够了，6倍以上是长焦机了；要广角的选28mm镜头尺寸；要长焦的选200mm到400mm的；不要去看数码变焦了。当然了，如果能有28mm广角+300mm以上长焦，那就更好了，就能更加的适应各种场合的拍摄，就能实现一镜走天下的愿望了，但这样的机型太少了，只有寥寥无几的那几款，可选的对象不多了。

4，显示屏。2.5英寸20万像数以上显示屏，这类显示屏的显示效果就相当的不错了；当然还有可旋转的显示屏可选了，旋转屏会给你的取景带来更多的便利了。要看大小，更要看像素，佳能最大的也有3.0的，但像素只是到了17万，效果就不是很好了。如果是买17万像素显示屏的，2.5就比3.0的要好了，不能贪大。当然了象索尼松下的3.0英寸，23万像素的，其效果就特别的好了。

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