機(jī)器視覺(jué)的主要目的是代替人眼來(lái)做測(cè)量和判斷，所以工業(yè)相機(jī)通常被安裝在工廠快速運(yùn)轉(zhuǎn)的流水線上，在一些不適于人工作業(yè)的危險(xiǎn)環(huán)境或者人眼視覺(jué)難以滿足要求的場(chǎng)合。雖然在成像原理方面，工業(yè)相機(jī)與普通數(shù)碼相機(jī)相差無(wú)幾，但為滿足工業(yè)檢測(cè)需要，工業(yè)相機(jī)具有較高的圖像穩(wěn)定性、高傳輸能力和高抗干擾能力等特點(diǎn)，在拍攝速度、精度和可重復(fù)性等方面，都遠(yuǎn)勝于普通數(shù)碼相機(jī)。

往后在設(shè)備上使用CMOS傳感器的工業(yè)相機(jī)會(huì)取代使用CCD傳感器的工業(yè)相機(jī)嗎？ 隨著CCD與CMOS圖像傳感器制造技術(shù)的不斷進(jìn)步，兩者的差異正在逐漸縮小，例如CCD圖像傳感器不斷降低耗電量，以期應(yīng)用于移動(dòng)通訊市場(chǎng)，例如近年來(lái)基于CCD的ToF圖像傳感器進(jìn)入市場(chǎng)；CMOS圖像傳感器則持續(xù)提升分辨率與靈敏度，以期應(yīng)用于更的影像產(chǎn)品市場(chǎng)。雖然業(yè)界普遍認(rèn)為CMOS取代CCD是必然趨勢(shì)，在2015年CCD圖像傳感器的主要制造商索尼公司（Sony）甚至發(fā)布了其終止量產(chǎn)CCD的時(shí)間表。不過(guò)目前來(lái)看，很多工業(yè)或應(yīng)用領(lǐng)域基于CCD圖像傳感器技術(shù)仍占據(jù)重要地位，在相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)，兩者應(yīng)該是共存的關(guān)系。其實(shí)，CMOS圖像傳感器的的優(yōu)勢(shì)是能夠與圖像采集和信號(hào)處理等功能集成實(shí)現(xiàn)片上系統(tǒng)（SoC），隨著機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)從基于PC的板級(jí)式視覺(jué)系統(tǒng)向能嵌入更多功能、更小型的智能相機(jī)系統(tǒng)發(fā)展，CMOS圖像傳感器必將成為后的贏家。

線陣相機(jī)和面陣相機(jī) 工業(yè)相機(jī)根據(jù)像元的排列方式可分為線陣相機(jī)和面陣相機(jī)，線陣、面陣相機(jī)都有各自的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，適用于不同應(yīng)用環(huán)境。 一文了解“工業(yè)相機(jī)” 圖5 面陣相機(jī)（左）與線陣相機(jī)（右） 線陣相機(jī)，顧名思義是被測(cè)視野呈“線”狀，它的傳感器通常只有一行感光元素，以“線”掃描的方式連續(xù)拍照，再合成一張的二維圖像。在某些應(yīng)用中，如高頻掃描和高分辨率的場(chǎng)合，相比面陣相機(jī)，線陣相機(jī)具有特定的優(yōu)勢(shì)。舉例來(lái)說(shuō)，如圖6，檢測(cè)圓形或柱形物品時(shí)，可能需要使用多臺(tái)面陣相機(jī)，才能覆蓋到物品的整個(gè)表面。但如果我們將物品置于一臺(tái)線陣相機(jī)前面，然后旋轉(zhuǎn)物品，通過(guò)這種方式將圖像展開，我們可以采集到整個(gè)表面的圖像。而且，線陣相機(jī)也更容易安裝到狹小的應(yīng)用空間，比如在相機(jī)通過(guò)輸送帶上的滾軸來(lái)查看物品底部的情況。另外，相比傳統(tǒng)面陣相機(jī)，線陣相機(jī)通常也能夠提供更高的分辨率。由于線陣相機(jī)需要物品進(jìn)行運(yùn)動(dòng)來(lái)創(chuàng)建圖像，它們通常非常適合用于檢測(cè)處于連續(xù)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的產(chǎn)品。 一文了解“工業(yè)相機(jī)” 圖6 線陣相機(jī)能夠：（a）展開柱形物品以進(jìn)行檢測(cè)；（b）將視覺(jué)系統(tǒng)安裝到空間狹小的應(yīng)用環(huán)境中；（c）滿足高分辨率檢測(cè)要求；（d）檢測(cè)處于連續(xù)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物品 相比線陣相機(jī)，面陣相機(jī)是以“面”為單位來(lái)進(jìn)行圖像采集，面陣相機(jī)的傳感器擁有更多的感光像素，以矩陣排列。面陣相機(jī)可以一次性獲取完整的目標(biāo)圖像，比線陣相機(jī)具有更快的檢測(cè)速度。大多數(shù)常見的檢測(cè)相機(jī)都基于面陣掃描，包括測(cè)量面積、形狀、尺寸、位置，甚至溫度，不過(guò)面陣相機(jī)每行的信息沒(méi)有線陣多，幀幅率有限。相機(jī)像素通常用萬(wàn)為單位表示，以矩陣排列，比如1百萬(wàn)像素相機(jī)的像素矩陣為W x H（寬 x 高）=1000 x 1000。相機(jī)的分辨率是指一個(gè)像素表示實(shí)際物體的大小，用um x um表示，數(shù)值越小，分辨率越高。分辨率是由選擇的鏡頭焦距決定的，同一種相機(jī)，選用不同焦距的鏡頭，分辨率就不同，如圖7。在表現(xiàn)圖像細(xì)節(jié)方面，不是由相機(jī)的像素多少來(lái)決定的，而是由分辨率決定的。同等分辨率條件下，像素越多，可以成像的區(qū)域面積越大。雖然清晰度并不是由像素決定，但是像素大的相機(jī)，可以減少拍照次數(shù)，從而提高了速度。

工業(yè)相機(jī)行業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈覆蓋全球 目前大多數(shù)工業(yè)相機(jī)都采用GbE介面，除了成本低廉外，容易與工業(yè)電腦介接，組成龐大復(fù)雜的自動(dòng)化系統(tǒng)也是其優(yōu)勢(shì)。搭載USB3.0的工業(yè)相機(jī)也因?yàn)橥瑯拥睦碛?，而在市?chǎng)上越來(lái)越受到歡迎。 至于智能相機(jī)，本質(zhì)上已經(jīng)是一臺(tái)迷你型工業(yè)電腦。以朗銳智科的PCM-6410工業(yè)相機(jī)為例，除了光學(xué)、影像感測(cè)器、數(shù)位訊號(hào)處理器等相機(jī)的元素外，該相機(jī)還搭載第7代英特爾?酷睿?處理器，可以直接在相機(jī)上執(zhí)行各種視覺(jué)演算法。這種智能相機(jī)具備體積小、部署簡(jiǎn)單的優(yōu)勢(shì)，適合用在小規(guī)模自動(dòng)化系統(tǒng)，或是與機(jī)器手臂結(jié)合，引導(dǎo)機(jī)器手臂作業(yè)。 工業(yè)相機(jī)主要包括鏡頭、感光傳感器、網(wǎng)絡(luò)芯片編碼器、濾光片等。目前全球鏡頭廠商主要有：富士能、施耐德、卡爾蔡司、東正光學(xué)、普密斯;CMOS/CDD的生產(chǎn)廠商有日本索尼、日本松下、美國(guó)Aptina;網(wǎng)絡(luò)芯片編碼器生產(chǎn)廠商有：華為海思、美國(guó)TI、臺(tái)灣智源、NXP等;而整機(jī)廠商有：中國(guó)?？?、大華、云從、大恒等，國(guó)外Sony、BASLER、BAUMER等。

工業(yè)相機(jī)是機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)中的一個(gè)關(guān)鍵組件，其本質(zhì)的功能就是將光信號(hào)轉(zhuǎn)變成為有序的電信號(hào)。相比于市面上普通相機(jī)來(lái)說(shuō)，具有更高的傳輸力、抗干擾力以及穩(wěn)定的成像能力。它由兩大基本部件組成：圖像感光芯片和數(shù)字化的數(shù)據(jù)接口。

工業(yè)相機(jī)是機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的重要組成部分之一,在機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)中有著非常重要的作用。工業(yè)相機(jī)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)線在線檢測(cè)、智能交通,機(jī)器視覺(jué),科研,軍事科學(xué),航天航空等眾多領(lǐng)域。工業(yè)相機(jī)的主要參數(shù)包括:分辨率、幀率、像素、像元尺寸、光譜響應(yīng)特性等。