手把手教你选择高速抓拍工业相机



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。本文将手把手的教您，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A,B所示，A为无拖影情况，B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,(全局曝光)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。

   

其他因素如数据接口，镜头接口，芯片大小等与抓拍高速运动物体无关，可参考一般相机的选型办法。

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