工业相机选型的各种参数的计算方式_工业相机选型和镜头焦距计算

   例： 已知 ：物体大小A×B，精度要求C，工作距离D。

    1.最低分辨率=（A×B）/（C×C）

   【 2.相机在选型时，最好缺陷的面积在3到5个像素以上，在选择相机时，相机的最低分辨率应大于3×(A×B)/(C×C 】

    3.短边对应像素数E=B/C，相机长边和短边的像素数都要大于E

    4.像元尺寸=传感器尺寸短边/相机短边像素数；

      传感器尺寸长边=长边像素×像元大小÷1000

      传感器尺寸短边=短边像素×像元大小÷1000

    5.光学放大倍率=传感器尺寸短边/视野短边=焦距/工作距离 =像元尺寸/精度

    6.可分辨的产品精度=像元尺寸/放大倍率 (判断是否小于C)

    7.焦距=工作距离/(1+1/放大倍率)   单位：mm

    8.镜头分辨率=1mm/2倍像元大小（mm）  单位：lp/mm

例： 已知：幅宽为1600mm、检测精度为1mm/pixel、运动速度为22000mm/s、工作距离1300mm

    相机：⒈.检测精度=视野/分辨率，所以分辨率=1600/1=1600pixel，选择2K相机（2048）
               ⒉.实际检测精度=1600/2048=0.78≈0.8mm/pixel
               ⒊.行频=运动速度/实际检测精度=22000/0.8=27500pixel/s=27.5KHZ
               综上，应选择2048像素，28KHZ，像元尺寸10um的线扫相机

    镜头：⒈传感器长度=2048×10μm÷1000=20.48mm
               ⒉镜头焦距=工作距离×传感器长度/幅宽=20.48×1300/1600=16.64mm
                计算CCD芯片靶面长宽尺寸：2048×1536 ，像元大小3.45μm
                CCD水平方向长度=2048×3.45/1000=7.0656mm；
                CCD垂直方向长度=1536×3.45/1000=5.2992mm；

     例 ：已知相机芯片为2/3英寸（8.8mm6.6mm)，视场长宽为：10mm 8mm。
            如用长边计算，放大倍率=8.8mm/10mm=0.88x；
            如用短边计算，放大倍率=6.6mm/8mm=0.825x；
            此时应取小的倍率0.825x 作为待选镜头的光学放大倍率。否则，短边视场将不能满足要求。（若取0.88倍，则短边视场=6.6mm/0.88x=7.5mm<8mm）。
       在实际工程项目中，无需长短边都计算。经验的方法是：若视场接近于正方形或圆形，则取短边计算；若视场为长条形，则取长边计算。

            到底用长边计算还是短边计算呢？（焦距和放大倍率）
               ◆ 计算公式：
               ◆ 当视野短边/视野长边＜3/4 时，我们用CCD芯片长边以及视野长边套入公式计算        
               ◆ 当视野短边/视野长边＞3/4 时，我们用CCD芯片短边以及视野短边套入公式计算  

拖影：

         已知：确定每一次检测的范围为80mm×60mm，200万像素CCD相机(1600×1200)，产品运动速度200mm/s
         曝光时间计算步骤：
         曝光时间<长边视野范围/(长边像素值*产品运动速度) ， 曝光时间<=精度÷运动速度
            =80mm/(1600×200mm/s)
            =1/4000s=0.00025s
         故曝光时间要小于0.00025s，图像才不会拖影。

       最大帧率(Frame Rate)/行频(Line Rate):即相机采集传输图像的速率,对于面阵相机一般为每秒采集的帧数(Frames/Sec.),对于线阵相机为每秒采集的行数(Hz)。

       假设一个相机的曝光时间为1/100秒，读出时间为1/1000秒，图像传输率为10 MB/s，相机接口带宽为100 MB/s。那么该相机的帧率可以通过以下计算得到：
                       帧率 = 1 / (曝光时间 + 读出时间)
                       帧率 = 1 / (1/100 + 1/1000) = 1000 / 11 ≈ 90.91 帧/秒
        注意:一般情况下,若我们的相机的帧率为15fps,则表示相机ReadOut数据的时间为1000ms/15 =66.7ms

      最后 ：ET（曝光时间）<（1/R（行频 ））*1000000
             线周期（μs）=1000000/行频
             最低帧率=运动速度/视野
             焦距=工作距离×传感器尺寸（宽或高）/视野（宽或高）=工作距离×(1/放大倍数+1) 
             视野（宽或高）=传感器尺寸（宽或高）/光学放大倍率 
             光学放大倍率=传感器尺寸（宽或高）/视野（宽或高）