近年來，隨著人工智能的高速發展和（hé）圖像處理技術的日益成熟，機器視覺在（zài）自動化領域發揮著越來越大的作用。機器視覺被用於代替人工視覺，使機器人能夠完成以往（wǎng）隻有人工才能完成的任務，這大大減少了在危險環（huán）境下工作（zuò）的風險。同時，在來（lái）料無序或工作（zuò）環（huán）境雜亂的（de）情況下，機器視覺可（kě）以顯著提高生產效率和自動化柔性程度。隨著人們對工業設計水平和生產效率需求的（de）日益提高（gāo），機器視（shì）覺正在逐步代替傳統複雜繁瑣的自動化模（mó）式，成為當今的主要發展（zhǎn）趨勢。

　　機器視覺是一項綜合（hé）的技術，包括數字圖像（xiàng）處理，傳感器，光學成像，智（zhì）能判斷，計算機硬件等。一個典型的機器視覺係統包括光源，鏡（jìng）頭，相機，視覺服務器等。ccd視覺點膠機采用的就是機器視覺技術。作為機器視覺的感知器，相（xiàng）機和鏡頭在采集信（xìn）息環節發揮主要作用。相機和鏡頭參數（shù）以及型號的選擇將直接影響後續的（de）圖像處理和智能判斷等環節。所以在使用（yòng）視覺係統前，要首先確（què）定相機和鏡頭的（de）各項參數。

　　歐力（lì）克斯視覺點膠機廠家（jiā）將從CCD相機（jī）的成像原理出發，介紹相機和鏡頭的各項產品參數會對（duì）視覺係統以（yǐ）及最終結果產生的影響。以及，在實際運（yùn）用中，我們如何根據客戶的需求以及對（duì）生產環境的觀察和測量來選擇合適的相機和鏡頭。

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　　一、CCD相機成像原理

　　以（yǐ）麵（miàn）陣相機為例，相機內部（bù）有一塊由N行M列感光單元（CCD）組成的圖像傳感器（image sensor）。如下圖紅色格子所示，每一個小格（gé）子代表一個CCD感光單元，CCD的個數即為相機的（de）像素，相機分辨率則指的是單位長度（圖像傳感器的單位長度）上像素的個數。比如一（yī）個（gè）相機有1280*1024個CCD感光單元，則該相機像素（sù）為130W。

　　光源照射到物體上（shàng），不同材質（zhì）和（hé）顏色的物體（tǐ）對（duì）光源產生不同的反（fǎn）射，這些（xiē）由物體反射（shè）出來的光穿過鏡頭照射到CCD上，使CCD產（chǎn）生電信號。CCD控製芯片將單次成像產生的電信號收集起來統一傳送到放大器（amplifier）進行放大和降（jiàng）噪。經過一些列的模數轉（zhuǎn）換（A/D），電信號被轉（zhuǎn）化為（wéi）數（shù）字信號，這些值就是初始的圖像數據。將初始圖像數據輸入到數（shù）字處理器(DSP)進行色彩校正以及（jí）白平衡等（děng）處理後編碼為相機所支持的圖片格式並儲存到儲存器上。

　　二（èr）、相（xiàng）機選型

　　像素與精度正如之前所說，像素是指圖像傳感器上CCD的個數，圖（tú）像傳感器一般為一個4:3的矩（jǔ）形，所以相機像素分為（wéi）橫向和縱向（X和Y方向）。一般來（lái）說，像（xiàng）素越多就能看到單位麵積上更多的細節，而（ér）這（zhè）些細節就決定了係統精度。舉例（lì）說明，現在有大小為的視（shì）野範圍（wéi），精度要求0.1mm。則圖像傳感器每個方向上CCD的個數至少為100/0.1 = 1000。為了配合後續的邊緣提取（qǔ）等圖像處理，一般會要求3倍的像素，即X方向CCD個（gè）數=3x視野範（fàn）圍（X方向）/精度（X方向）

　　Y方向CCD個數=3x視野（yě）範圍（Y方向）/精度（dù）（Y方向（xiàng））

　　可以選擇（zé）像素為3000*3000以（yǐ）上的相機。

　　一些特殊場景的處理：如果算出X,Y方向的像素差距很大，比如X方向（xiàng）CCD個（gè）數=3x視野範圍（X方向）/精度（X方向）

　　Y方向（xiàng）CCD個數=3x視野範圍（Y方向（xiàng））/精度（Y方向）

　　此時應該選A，寧可像素（sù）有較（jiào）多剩餘也不能選小於計算結果的相機如（rú）果像素要求過（guò）大，比如X方向CCD個數（shù）=3x視野範圍（X方向）/精度（X方向）

　　Y方向CCD個數=3x視野範圍（Y方向）/精度（Y方向（xiàng））

　　此時較難找到符合（hé）要（yào）求的相機。相應的方法（fǎ）是使用多個相機，將視野範圍分（fèn）割為多塊，每個相機負責（zé）采集一塊視（shì）野範圍，從而降低對每個相機像素的要求。

　　快門速度與移動（dòng）物體拍攝在拍攝移動物體時，經常會得到一張帶“重（chóng）影”的照（zhào）片這是因為相機在成像時（shí），物體已（yǐ）經移動到了下一個（gè）位置。重影將對精度和結果產生極差的影（yǐng）響，為了避免重影，若拍攝的是移動物體，則需（xū）要在物體移動到下一個位置前結束本次成像。相機中決定成像速度的參數是快門速度，物體移動速度越快，則對快門速度要求越高（gāo）。

　　既（jì）然要在物（wù）體移動到下一個位置前結束成像，首先我們要算出物（wù）體在圖片（piàn）上移動一個（gè）像素對應在現實世界中移動的距離。這一過程被稱為標定像素當量，它表示圖像中一個像素點代表的實際物理尺（chǐ）寸，比如0.000625mm/pixel。

　　假設物體在現實（shí）世界中的移動速度為0.5mm/s，當物體在（zài）成像時間內在圖像上移動超過（guò）1個像素（sù）則會出現重影，所以成像（xiàng）速度至少為0.000625*1/0.5mm=0.00125s。（路程（chéng）/速度=時間）。

　　以上便是（shì）機器（qì）視覺中相機選（xuǎn）型部分（fèn），我們將在下一篇中介紹鏡頭選型。