任何機(jī)器視覺檢測(cè)項(xiàng)目方案大體都由三部分組成：圖像采集方案，圖像處理方案，機(jī)構(gòu)平臺(tái)方案。這三部分的方案的執(zhí)行既有先后實(shí)施的順序又需要統(tǒng)籌的去考慮，采集圖像是第一步，有了圖像才能去計(jì)算去處理，有了處理的結(jié)果才能通訊后續(xù)機(jī)構(gòu)的執(zhí)行，無(wú)論是人手工、機(jī)械手、流水線等，只有完全執(zhí)行完畢，一個(gè)視覺檢測(cè)任務(wù)才算是結(jié)束。但這三者的方案往往又需要統(tǒng)一去考慮，才能保證彼此銜接實(shí)施的順暢和效率。比如說(shuō)圖像采集方案里采集圖片的效率和方式要考慮圖像處理的效率和機(jī)構(gòu)平臺(tái)的運(yùn)作方式，速度要銜接；采集圖像的區(qū)域分割要考慮圖像處理的精度和機(jī)構(gòu)平臺(tái)的空間和布局；因此一個(gè)視覺方案的完成需要針對(duì)客的真實(shí)需求做全面的剖析和評(píng)估，針對(duì)客戶的精度要求、效率要求、硬件平臺(tái)的要求、硬件成本的要求等做分析和平衡，得出最優(yōu)化的視覺方案和客戶討論確定后才能開始實(shí)施。但這個(gè)過(guò)程往往需要很多技術(shù)人員做很多工作，項(xiàng)目負(fù)責(zé)人往往會(huì)反復(fù)的和客戶溝通協(xié)商后才能實(shí)現(xiàn)。在今天很多視覺公司都在爭(zhēng)取一個(gè)項(xiàng)目的時(shí)候，誰(shuí)能夠更快更好的完成這一系列工作，無(wú)疑在同行競(jìng)爭(zhēng)的過(guò)程中就占得先機(jī)，因此，我們今天就來(lái)討論一下這里面非常重要的一環(huán)——如何快速制定視覺硬件圖像采集（相機(jī)）方案。
相機(jī)：這里都是指工業(yè)相機(jī)，工業(yè)相機(jī)根據(jù)工作方式分為線陣、面陣；線陣相機(jī)根據(jù)芯片尺寸大小分為（2K、4k、6k、8K、12k、16k等）；面陣相機(jī)根據(jù)芯片尺寸大小分為（1/3”,1/2”,1/2.3”,1/2.5”,2/3”,1”,1.2”,全畫幅等）；根據(jù)芯片的制作工藝又分為CCD和CMOS；根據(jù)相機(jī)的接口又分為C,F,M58，M72等；不同芯片尺寸有時(shí)又會(huì)對(duì)應(yīng)不同的分辨率大小，不同的像元尺寸，不同的幀率等；根據(jù)工作光學(xué)波段又可分為紅外、近紅外、可見光、紫外等；目前市面上的工業(yè)項(xiàng)目門類和種類非常多，采用同樣感光芯片的工業(yè)相機(jī)又有非常多的廠家品牌，如何選擇合適項(xiàng)目應(yīng)用的相機(jī)對(duì)視覺項(xiàng)目來(lái)說(shuō)是非常重要的。我們可以通過(guò)以下幾個(gè)點(diǎn)來(lái)找到選擇相機(jī)的方式。1、根據(jù)項(xiàng)目檢測(cè)的視野大小和理論精度來(lái)計(jì)算相機(jī)的分辨率。2、根據(jù)檢測(cè)的工作方式（運(yùn)動(dòng)/靜止）來(lái)選擇相機(jī)的曝光方式。3、根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和鏡頭的精度來(lái)對(duì)應(yīng)合適的像元尺寸。4、根據(jù)檢測(cè)效率的要求來(lái)選擇合適的幀率。5、根據(jù)應(yīng)用光照環(huán)境來(lái)選擇合適的工作波段。6、根據(jù)檢測(cè)的要求來(lái)確定黑白或彩色。
圖像傳感器的單個(gè)像素（像元尺寸）越大捕捉光線的能力越好，各像素間的干擾小，信噪比低，能記錄更多的圖像細(xì)節(jié)，相同條件下，更加勝任弱光條件下的感光。例如同樣像素的工業(yè)CCD相機(jī)，CCD芯片尺寸是1/2的必定比1/3的成像質(zhì)量更好。
合適的分辨率
相機(jī)能夠捕捉到的細(xì)節(jié)度稱為分辨率，用像素來(lái)衡量。相機(jī)的像素越多，能夠拍攝的細(xì)節(jié)就越多，圖像也就可以越大而不變得模糊或產(chǎn)生“顆?！?。根據(jù)目標(biāo)的要求精度和視野大小，反推出相機(jī)的像素精度。
計(jì)算出滿足要求的相機(jī)分辨率：
相機(jī)分辨率（L/W）=視場(chǎng)（L/W）/精度
例如對(duì)于視野大小為40*30mm的場(chǎng)合，要求精度為0.1mm/pixel,則當(dāng)方向上分辨率=40/0. 1=400.然而考慮到相機(jī)邊緣視野的畸變以及系統(tǒng)的穩(wěn)定性要求，一般不會(huì)只用一個(gè)像素單位對(duì)應(yīng)一個(gè)測(cè)量精度值，一般選擇倍數(shù)為4或者更高，這樣相機(jī)的分辨率=1600*1200=200萬(wàn)，所以選用200萬(wàn)像素的相機(jī)即可滿足。
足夠的相機(jī)幀率
幀率是指相機(jī)每秒采集圖像的能力，單位FPS（幀/秒）當(dāng)被測(cè)物體有速度（運(yùn)動(dòng)拍攝、多數(shù)量拍攝）要求時(shí)，要選擇幀數(shù)較高的工業(yè)相機(jī)，一般來(lái)說(shuō)分辨率越高，幀數(shù)越低。
工業(yè)相機(jī)的輸出接口：
目前工業(yè)相機(jī)數(shù)據(jù)傳輸接口方式有很多種，包括1394、CameraLink接口、USB接口、Gige接口等。
一般在做尺寸測(cè)量的項(xiàng)目時(shí)，尤其是輪廓尺寸測(cè)量時(shí)，往往需要背光照明，圖像需要取到灰度輪廓，為了避免鏡頭色差的影響，避免彩虹光暈對(duì)特征提取的影響，我們會(huì)考慮用單色光成像，在這種單色光成像的項(xiàng)目里我們肯定會(huì)排除彩色相機(jī)，且相機(jī)工作效率越接近系統(tǒng)使用波段就越理想。
相機(jī)：這里都是指工業(yè)相機(jī)，工業(yè)相機(jī)根據(jù)工作方式分為線陣、面陣；線陣相機(jī)根據(jù)芯片尺寸大小分為（2K、4k、6k、8K、12k、16k等）；面陣相機(jī)根據(jù)芯片尺寸大小分為（1/3”,1/2”,1/2.3”,1/2.5”,2/3”,1”,1.2”,全畫幅等）；根據(jù)芯片的制作工藝又分為CCD和CMOS；根據(jù)相機(jī)的接口又分為C,F,M58，M72等；不同芯片尺寸有時(shí)又會(huì)對(duì)應(yīng)不同的分辨率大小，不同的像元尺寸，不同的幀率等；根據(jù)工作光學(xué)波段又可分為紅外、近紅外、可見光、紫外等；目前市面上的工業(yè)項(xiàng)目門類和種類非常多，采用同樣感光芯片的工業(yè)相機(jī)又有非常多的廠家品牌，如何選擇合適項(xiàng)目應(yīng)用的相機(jī)對(duì)視覺項(xiàng)目來(lái)說(shuō)是非常重要的。我們可以通過(guò)以下幾個(gè)點(diǎn)來(lái)找到選擇相機(jī)的方式。1、根據(jù)項(xiàng)目檢測(cè)的視野大小和理論精度來(lái)計(jì)算相機(jī)的分辨率。2、根據(jù)檢測(cè)的工作方式（運(yùn)動(dòng)/靜止）來(lái)選擇相機(jī)的曝光方式。3、根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和鏡頭的精度來(lái)對(duì)應(yīng)合適的像元尺寸。4、根據(jù)檢測(cè)效率的要求來(lái)選擇合適的幀率。5、根據(jù)應(yīng)用光照環(huán)境來(lái)選擇合適的工作波段。6、根據(jù)檢測(cè)的要求來(lái)確定黑白或彩色。
圖像傳感器的單個(gè)像素（像元尺寸）越大捕捉光線的能力越好，各像素間的干擾小，信噪比低，能記錄更多的圖像細(xì)節(jié)，相同條件下，更加勝任弱光條件下的感光。例如同樣像素的工業(yè)CCD相機(jī)，CCD芯片尺寸是1/2的必定比1/3的成像質(zhì)量更好。
合適的分辨率
相機(jī)能夠捕捉到的細(xì)節(jié)度稱為分辨率，用像素來(lái)衡量。相機(jī)的像素越多，能夠拍攝的細(xì)節(jié)就越多，圖像也就可以越大而不變得模糊或產(chǎn)生“顆?！?。根據(jù)目標(biāo)的要求精度和視野大小，反推出相機(jī)的像素精度。
計(jì)算出滿足要求的相機(jī)分辨率：
相機(jī)分辨率（L/W）=視場(chǎng)（L/W）/精度
例如對(duì)于視野大小為40*30mm的場(chǎng)合，要求精度為0.1mm/pixel,則當(dāng)方向上分辨率=40/0. 1=400.然而考慮到相機(jī)邊緣視野的畸變以及系統(tǒng)的穩(wěn)定性要求，一般不會(huì)只用一個(gè)像素單位對(duì)應(yīng)一個(gè)測(cè)量精度值，一般選擇倍數(shù)為4或者更高，這樣相機(jī)的分辨率=1600*1200=200萬(wàn)，所以選用200萬(wàn)像素的相機(jī)即可滿足。
足夠的相機(jī)幀率
幀率是指相機(jī)每秒采集圖像的能力，單位FPS（幀/秒）當(dāng)被測(cè)物體有速度（運(yùn)動(dòng)拍攝、多數(shù)量拍攝）要求時(shí)，要選擇幀數(shù)較高的工業(yè)相機(jī)，一般來(lái)說(shuō)分辨率越高，幀數(shù)越低。
工業(yè)相機(jī)的輸出接口：
目前工業(yè)相機(jī)數(shù)據(jù)傳輸接口方式有很多種，包括1394、CameraLink接口、USB接口、Gige接口等。
一般在做尺寸測(cè)量的項(xiàng)目時(shí)，尤其是輪廓尺寸測(cè)量時(shí)，往往需要背光照明，圖像需要取到灰度輪廓，為了避免鏡頭色差的影響，避免彩虹光暈對(duì)特征提取的影響，我們會(huì)考慮用單色光成像，在這種單色光成像的項(xiàng)目里我們肯定會(huì)排除彩色相機(jī)，且相機(jī)工作效率越接近系統(tǒng)使用波段就越理想。
