高速抓拍是工業相機優異於普通民用相機的表現之一,也是其一種重要的應用。本文將手把手的教您,選擇一個合適的高速抓拍相機應該從哪些方面入手:

一、精度滿足要求

    此要求的篩選跟高速抓拍無關,跟普通工業相機選型類似,在此不作贅述。

二、確定色彩要求

要拍攝物體的顏色特徵,就必須用顏色還原性比較好的相機,例如高質量的CCD或者3CCD相機,與顏色無關的專案一般情況下采用黑白相機,但也不是完全如此,有些要檢測的特徵可能在彩色圖片裡能夠更好地顯現,此時也可能考慮使用彩色相機。

三、曝光時間,如何拍攝運動的物體——此部分為討論重點

拍攝運動物體的時候,需要克服的最重要的問題是拖影,拖影是在曝光的時候,拍攝目標與攝像系統之間存在相對運動形成的,因為這種相對運動導致晶片上形成的影象一直在變化,各個部位的像元在曝光的過程中受到來自物體不同位置成像的影響,最終形成的圖片是一個連續變化影象空間內圖片的疊加。如下圖中A,B所示,A為無拖影情況,B為有拖影情況。

物體只要是運動的,拖影就一定會有的,為了使其不對檢測產生顯著影響,不同的專案型別,對拖影相對長度的限制不盡相同,對於尺寸測量的專案,拖影對測量精度會有嚴重影響,在這種情況下,就會要求拖影長度儘可能短,例如不超過1/3畫素,或者不超過一個畫素等,而對於識別、計數等相關的專案則對拖影的要求會相對寬些,這些要求一般情況下如此,並非絕對,具體看實際情況需要。

運動速度和曝光時間是直接影響拖影的兩個因素。為了保證影象中的拖影不超過s單位畫素,則需要做到如下等價說法:

1.晶片上光學像在曝光時間內移動的位置不超過s單位畫素;

2.物體與成像系統之間在曝光時間內相對移動(垂直於光軸平面內)距離不超過s單位的系統精度。

光像對晶片移動速度Vs與物體運動速度Vp之間關係為:

其實:光學系統中物方和像方所有的一維引數都是如上比例關係。

例如:某系統的拍攝精度是0.1mm/畫素,相機曝光時間是1/2000秒,拍攝物體運動速度是10mm/s,這樣目標在曝光時間內物體運動的距離是0.005mm<<0.1mm,因此可以用該系統拍攝。

總結起來,一般情況下就是保證:

物體運動速度Vp 曝光時間Ts<允許最長拖影S單位系統精度

因此對於運動速度比較快的物體拍照,為了防止長的拖影就需要極短的曝光時間,會選用較好的CCD相機(如MV-VD078SC),因為通常的CCD相機感光比較好,可以實現短時間曝光,但並不是說必須使用CCD相機,如果光軸很強且速度不是很快,可以是用CMOS相機,(全域性曝光)有的CMOS相機是幀曝光的(如MV-VD040SC),總體感光效果也比較好,也是拍攝運動物體的比較好的選擇,具體怎麼選擇按上面量化要求即可。

四、  幀率

幀率即相機每秒鐘可以捕捉的影象數量。一般決定於影象大小、曝光時間等,是相機的一個重要指標,相機幀率必須保證能夠拍攝到系統要求時間間隔最短的兩張圖片,否則就有可能造成丟幀等現象,進而漏檢某些產品。

其他因素如資料介面,鏡頭介面,晶片大小等與抓拍高速運動物體無關,可參考一般相機的選型辦法。

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