3. 相机与光源选型：工业相机分类与打光技巧

做缺陷检测这些年，我踩过最大的坑就是——相机和光源没选对。你想想看，算法再牛，图像质量不行，一切都是白搭。今天咱们就聊聊这个环节怎么选、怎么配。

3.1 工业相机分类：面阵 vs 线阵

工业相机说白了就两大类：面阵相机和线阵相机。怎么选？看你的产品形态。

面阵相机

面阵相机就像你手机摄像头，一次拍一张完整的矩形图像。适合检测小尺寸、静止或低速运动的物体。

• 适用场景：电子元器件、手机零件、小五金件
• 优点：安装简单、触发方便、价格相对便宜
• 缺点：视野有限，拍大件需要多相机拼接

我个人习惯，检测面积在A4纸以内的产品，优先考虑面阵。超过这个尺寸，就得琢磨线阵了。

线阵相机

线阵相机一次只拍一行像素，靠物体运动“扫”出一整张图。适合连续生产、大幅面场景。

• 适用场景：卷材、布匹、纸张、玻璃、PCB长板
• 优点：分辨率极高、视野无限宽（理论上）
• 缺点：需要精确的编码器同步、光源要求高、成本高

我在项目中遇到过一条锂电池涂布产线，客户非要用面阵拍2米宽的膜。结果呢？拍了20张图拼起来，拼接处总有重影。后来换成线阵，一次搞定。嗯，选型这事，别硬来。

3.2 分辨率与帧率选择

分辨率决定你能看到多小的缺陷，帧率决定产线跑多快。这两个参数是互相制约的。

分辨率怎么定？

有个简单公式：最小缺陷尺寸 ÷ 3 ≈ 每个像素对应的实际尺寸。为什么要除以3？因为一个缺陷至少需要3×3个像素才能被稳定识别。

举个例子：你要检测0.1mm的划痕。

像素精度 = 0.1mm ÷ 3 ≈ 0.033mm/pixel
视野宽度 = 50mm
所需分辨率 = 50mm ÷ 0.033mm/pixel ≈ 1515 pixel
→ 选200万像素相机（1600×1200）就够用了

我刚开始做检测时，总想着分辨率越高越好。结果选了1200万像素的相机，数据量太大，处理速度跟不上，产线直接卡死。你想想看，产线停了，老板的脸色能好看吗？

帧率怎么算？

帧率取决于产线速度和视野宽度。

产线速度 = 200mm/s
视野宽度 = 50mm
每张图覆盖50mm，每秒需要拍：200 ÷ 50 = 4张
考虑重叠率20%：4 ÷ 0.8 = 5张/秒
→ 选帧率 ≥ 5fps的相机

这里有个坑：很多相机标称帧率是在特定分辨率下的。你分辨率调高了，帧率会下降。所以选型时一定要看实际工作分辨率下的帧率。

3.3 光源类型与打光技巧

光源选得好，缺陷跑不了。我见过太多项目，算法调了三个月，最后发现换个光源就解决了。说白了，打光就是给缺陷“化妆”，让它更明显。

环形光

环形光装在镜头周围，光线从四周打向物体。适合检测表面划痕、凹凸、印刷缺陷。

• 优点：安装方便、光照均匀、能突出边缘
• 缺点：对反光表面容易产生眩光
• 典型应用：金属表面划痕、PCB焊点检测

我曾经检测手机中框的划痕，用环形光怎么打都看不清。后来把光源角度调低一点，让光线更倾斜，划痕的影子就出来了。嗯，角度这东西，多试试。

背光

光源放在物体背面，拍出来是轮廓图。适合检测外形尺寸、毛刺、通孔。

• 优点：对比度极高、边缘清晰、算法简单
• 缺点：看不到表面细节
• 典型应用：螺丝尺寸检测、冲压件毛刺、药片缺角

背光是我个人最喜欢的光源方式。为什么？因为图像处理最简单。你想想看，一张黑白分明的图，阈值分割就搞定了，根本不用什么深度学习。

同轴光

光线通过半透半反镜垂直照射物体，反射光原路返回进入镜头。适合检测高反光表面。

• 优点：消除反光、能看到细微纹理
• 缺点：光效低、需要强光源、价格贵
• 典型应用：晶圆表面、镜面金属、玻璃划痕

同轴光有个特点：它能把微小的凹凸变成明暗变化。我检测镜面不锈钢时，用环形光全是反光，换成同轴光，0.01mm的划痕都看得清清楚楚。

3.4 知识体系总览

下面这张图是我自己整理的选型逻辑，你可以照着这个思路走，基本不会出错。

这张图从左到右、从上到下，就是一套完整的选型流程。先看产品形态，再选相机类型，然后算分辨率和帧率，最后配光源和打光方案。每一步都有对应的参数和技巧。

好了，相机和光源这块就聊到这儿。记住一句话：图像质量决定检测上限，选型阶段多花一小时，调试阶段省一周。

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