高速抓拍是工業(yè)相機(jī)優(yōu)異于普通民用相機(jī)的表現(xiàn)之一，也是其一種重要的應(yīng)用。工業(yè)相機(jī)作為機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的核心組件，在行業(yè)應(yīng)用中的地位是無(wú)可替代。而 根據(jù)不同的行業(yè)應(yīng)用，我們要選用不同類(lèi)型的工業(yè)相機(jī)才能保證機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)發(fā)揮最大的功能優(yōu)勢(shì)。選擇一個(gè)合適的高速抓拍相機(jī)應(yīng)該從哪些方面入手：

 

一、精度滿(mǎn)足要求

此要求的篩選跟高速抓拍無(wú)關(guān)，跟普通工業(yè)相機(jī)選型類(lèi)似，在此不作贅述。

二、確定色彩要求

要拍攝物體的顏色特征，就必須用顏色還原性比較好的相機(jī)，例如高質(zhì)量的CCD或者3CCD相機(jī)，與顏色無(wú)關(guān)的項(xiàng)目一般情況下采用黑白相機(jī)，但也不是完全如此，有些要檢測(cè)的特征可能在彩色圖片里能夠更好地顯現(xiàn)，此時(shí)也可能考慮使用彩色相機(jī)。

三、曝光時(shí)間，如何拍攝運(yùn)動(dòng)的物體

此部分為討論重點(diǎn)。拍攝運(yùn)動(dòng)物體的時(shí)候，需要克服的最重要的問(wèn)題是拖影，拖影是在曝光的時(shí)候，拍攝目標(biāo)與攝像系統(tǒng)之間存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)形成的，因?yàn)檫@種 相對(duì)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致芯片上形成的圖像一直在變化，各個(gè)部位的像元在曝光的過(guò)程中受到來(lái)自物體不同位置成像的影響，最終形成的圖片是一個(gè)連續(xù)變化圖像空間內(nèi)圖片的 疊加。如下圖中1、2所示，圖1為無(wú)拖影情況，圖2為有拖影情況。

物體只要是運(yùn)動(dòng)的，拖影就一定會(huì)有的，為了使其不對(duì)檢測(cè)產(chǎn)生顯著影響，不同的項(xiàng)目類(lèi)型，對(duì)拖影相對(duì)長(zhǎng)度的限制不盡相同，對(duì)于尺寸測(cè)量的項(xiàng)目，拖影對(duì) 測(cè)量精度會(huì)有嚴(yán)重影響，在這種情況下，就會(huì)要求拖影長(zhǎng)度盡可能短，例如不超過(guò)1/3像素，或者不超過(guò)一個(gè)像素等，而對(duì)于識(shí)別、計(jì)數(shù)等相關(guān)的項(xiàng)目則對(duì)拖影的 要求會(huì)相對(duì)寬些，這些要求一般情況下如此，并非絕對(duì)，具體看實(shí)際情況需要。

運(yùn)動(dòng)速度和曝光時(shí)間是直接影響拖影的兩個(gè)因素。為了保證圖像中的拖影不超過(guò)s單位像素，則需要做到如下等價(jià)說(shuō)法：

1.芯片上光學(xué)像在曝光時(shí)間內(nèi)移動(dòng)的位置不超過(guò)s單位像素；

2.物體與成像系統(tǒng)之間在曝光時(shí)間內(nèi)相對(duì)移動(dòng)（垂直于光軸平面內(nèi)）距離不超過(guò)s單位的系統(tǒng)精度。

光像對(duì)芯片移動(dòng)速度Vs與物體運(yùn)動(dòng)速度Vp之間關(guān)系為：

 

其實(shí)：光學(xué)系統(tǒng)中物方和像方所有的一維參數(shù)都是如上比例關(guān)系。

 

例如：某系統(tǒng)的拍攝精度是0.1mm/像素，相機(jī)曝光時(shí)間是1/2000秒，拍攝物體運(yùn)動(dòng)速度是10mm/s，這樣目標(biāo)在曝光時(shí)間內(nèi)物體運(yùn)動(dòng)的距離是0.005mm<<0.1mm，因此可以用該系統(tǒng)拍攝。

總結(jié)起來(lái)，一般情況下就是保證：物體運(yùn)動(dòng)速度Vp 曝光時(shí)間Ts<允許最長(zhǎng)拖影S單位系統(tǒng)精度。因此對(duì)于運(yùn)動(dòng)速度比較快的物體拍照，為了防止長(zhǎng)的拖影就需要極短的曝光時(shí)間，會(huì)選用較好的CCD相機(jī) (如MV-VD078SC)，因?yàn)橥ǔ５腃CD相機(jī)感光比較好，可以實(shí)現(xiàn)短時(shí)間曝光，但并不是說(shuō)必須使用CCD相機(jī)，如果光軸很強(qiáng)且速度不是很快，可以是 用CMOS相機(jī)，有的CMOS相機(jī)是幀曝光的(如MV-VD040SC)，總體感光效果也比較好，也是拍攝運(yùn)動(dòng)物體的比較好的選擇，具體怎么選擇按上面量 化要求即可。

四、幀率

幀率即相機(jī)每秒鐘可以捕捉的圖像數(shù)量。一般決定于圖像大小、曝光時(shí)間等，是相機(jī)的一個(gè)重要指標(biāo)，相機(jī)幀率必須保證能夠拍攝到系統(tǒng)要求時(shí)間間隔最短的兩張圖片，否則就有可能造成丟幀等現(xiàn)象，進(jìn)而漏檢某些產(chǎn)品。