工業(yè)相機是機器視覺系統(tǒng)中的一個關鍵組件，其最本質的功能就是將光信號轉變成有序的電信號。選擇合適的相機也是機器視覺系統(tǒng)設計中的重要環(huán)節(jié)，相機的選擇不僅直接決定所采集到的圖像分辨率、圖像質量等，同時也與整個系統(tǒng)的運行模式直接相關。

工業(yè)相機又俗稱攝像機，相比于傳統(tǒng)的民用相機（攝像機）而言，它具有高的圖像穩(wěn)定性、高傳輸能力和高抗干擾能力等，市面上工業(yè)相機大多是基于CCD（Charge Coupled Device）或CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor）芯片的相機。

CCD是目前機器視覺最為常用的圖像傳感器。它集光電轉換及電荷存貯、電荷轉移、信號讀取于一體，是典型的固體成像器件。CCD的突出特點是以電荷作為信號，而不同于其它器件是以電流或者電壓為信號。這類成像器件通過光電轉換形成電荷包，而后在驅動脈沖的作用下轉移、放大輸出圖像信號。典型的CCD相機由光學鏡頭、時序及同步信號發(fā)生器、垂直驅動器、模擬/數(shù)字信號處理電路組成。CCD作為一種功能器件，與真空管相比，具有無灼傷、無滯后、低電壓工作、低功耗等優(yōu)點。

CMOS圖像傳感器的開發(fā)最早出現(xiàn)在20世紀70 年代初，90 年代初期，隨著超大規(guī)模集成電路 (VLSI) 制造工藝技術的發(fā)展，CMOS圖像傳感器得到迅速發(fā)展。CMOS圖像傳感器將光敏元陣列、圖像信號放大器、信號讀取電路、模數(shù)轉換電路、圖像信號處理器及控制器集成在一塊芯片上，還具有局部像素的編程隨機訪問的優(yōu)點。CMOS圖像傳感器以其良好的集成性、低功耗、高速傳輸和寬動態(tài)范圍等特點在高分辨率和高速場合得到了廣泛的應用。

工業(yè)相機的分類形式有很多，下文將詳細介紹幾種常用類型的工業(yè)相機

面陣相機與線陣相機的區(qū)別在于前者是以面為單位進行圖像采集，可以直接獲得完整的二維圖像信息，后者的以“線”為單位，雖然也是二維圖形，但長度較長，而寬度卻只有幾個像素。這是因為線陣相機的傳感器只有一行感光元素。雖然面陣相機的像元總數(shù)較多，但分布到每一行的像素單元卻少于線陣相機，因此面陣相機的分辨率和掃描頻率一般低于線陣相機。

由于線陣相機的感光元素呈現(xiàn)“線”狀，采集到的圖像信息也是線狀，為了采集完整的圖像信息，往往需要配合掃描運動。如采集勻速直線運動金屬、纖維等材料的圖像。線陣圖像傳感器以CCD為主，市場上曾經也出現(xiàn)過一些線陣CMOS圖像傳感器，但是，線陣CCD仍是主流。目前，陷陣CCD加掃描運動獲取圖像的方案應用廣泛，尤其在要求視場范圍大、圖像分辨率高的情況下。面陣相機可以用于面積、形狀、位置測量或表面質量檢測等，直接獲取二維圖形能一定程度上減少圖像處理算法的復雜度。在實際的工程應用當中，需要根據(jù)工程需求選擇。

黑白相機和彩色相機很容易理解，輸出圖像是黑白的就是黑白相機，彩色的就是彩色相機。先來看簡單的黑白相機，當光線照射到感光芯片時，光子信號會轉換成電子信號。由于光子的數(shù)目與電子的數(shù)目成比例，主要統(tǒng)計出電子數(shù)目就能形成反應光線強弱的黑白圖像。經過相機內部的微處理器處理，輸出就是一幅數(shù)字圖像。在黑白相機中，光的顏色信息是沒有被保留的。

如何選擇工業(yè)相機

工業(yè)相機一般安裝在機器流水線上代替人眼來做測量和判斷，通過數(shù)字圖像攝取目標轉換成圖像信號，傳送給專用的圖像處理系統(tǒng)，圖像系統(tǒng)對這些信號進行各種運算來抽取目標的特征，進而根據(jù)判別的結果來控制現(xiàn)場的設備動作。

1、通常您首先需要知道系統(tǒng)精度要求和相機分辨率，可以通過公式：

X方向系統(tǒng)精度(X方向像素值)=視野范圍(X方向)/CCD芯片像素數(shù)量( X方向)

Y方向系統(tǒng)精度(Y方向像素值)=視野范圍(Y方向)/CCD 芯片像素數(shù)量( Y方向)

2、當然理論像素值的得出，要由系統(tǒng)精度及亞像素方法綜合考慮；接著您要知道系統(tǒng)速度要求與相機成像速度：

系統(tǒng)單次運行速度=系統(tǒng)成像(包括傳輸)速度+系統(tǒng)檢測速度

雖然系統(tǒng)成像(包括傳輸)速度可以根據(jù)相機異步觸發(fā)功能、快門速度等進行理論計算，最好的方法還是通過軟件進行實際測試。

3、再接著您要將相機與圖像采集卡一并考慮，因為這涉及到兩者的匹配：

視頻信號的匹配：對于黑白模擬信號相機來說有兩種格式，CCIR和RS170(EIA)，通常采集卡都同時支持這兩種相機；

分辨率的匹配：每款板卡都只支持某一分辨率范圍內的相機；

特殊功能的匹配：如要是用相機的特殊功能，先確定所用板卡是否支持此功能，比如，要多部相機同時拍照，這個采集卡就必須支持多通道，如果相機是逐行掃描的，那么采集卡就必須支持逐行掃描。

接口的匹配：確定相機與板卡的接口是否相匹配。如CameraLink、GIGE、CoxPress、USB3.0等。

4、在滿足您對檢測的必要需求后，最后才應該是價格的比較。

舉例說明：如我們的檢測任務是尺寸測量，產品大小是18mm*10mm，精度要求是0.01mm，流水線作業(yè)，檢測速度是10件/秒，現(xiàn)場環(huán)境是普通工業(yè)環(huán)境，不考慮干擾問題。

首先我們知道是流水線作業(yè)，速度比較快，因此選用逐行掃描相機；視野大小我們可以設定為20mm*12mm（考慮每次機械定位的誤差，將視野比物體適當放大），假如我們能夠取到很好的圖像（比如可以打背光），而且我們軟件的測量精度可以考慮1/2亞像素精度，那么我們需要的相機分辨率就是20/0.01/2=1000pixcel（像素），另一方向是12/0.01/2=600pixcel，也就是說我們相機的分辨率至少需要1000*600pixcel，幀率在10幀/秒，因此選擇1024*768像素（軟件性能和機械精度不能精確的情況下也可以考慮1280*1024pixcel），幀率在10幀/秒以上的即可。