二、相机选型与布局：工业相机分类与选型策略

大家好，我是你们的老朋友。今天咱们聊聊视觉工位里最核心的硬件——相机。说实话，我见过太多项目因为相机选型不当，最后返工重来。嗯，今天就把我这些年踩过的坑、总结的经验，一次性说清楚。

2.1 工业相机分类：面阵 vs 线阵，CCD vs CMOS

先解决一个基础问题：你该用面阵相机还是线阵相机？

面阵相机，说白了就是像手机拍照一样，一次拍一张完整的二维图像。适合检测静止或低速运动的物体，比如定位、尺寸测量、字符识别。我做过一个手机中框检测项目，用的就是面阵相机，视野覆盖整个中框，一次成像，效率很高。

线阵相机呢，它只有一行像素，需要物体相对运动才能扫描出完整图像。适合检测连续运动的带状物体，比如印刷品、布料、钢材表面。我记得有个锂电池极片检测项目，极片宽度300mm，要求检测精度0.02mm，面阵相机根本搞不定，最后上了线阵相机，配合编码器触发，效果杠杠的。

再来说说CCD和CMOS。早些年CCD是老大，噪声低、图像质量好。但现在CMOS技术进步飞快，尤其是全局快门CMOS，已经能媲美CCD了。我个人习惯：高精度测量、低噪声场景选CCD；高速检测、成本敏感场景选CMOS。你想想看，现在市面上90%的新项目都在用CMOS，不是没道理的。

类型	优势	劣势	典型场景
面阵CCD	图像质量高，噪声低	帧率低，成本高	精密测量、缺陷检测
面阵CMOS	帧率高，成本低，功耗小	卷帘快门有畸变	高速定位、在线检测
线阵CCD	分辨率极高，行频稳定	需要运动机构配合	印刷检测、纺织检测
线阵CMOS	行频高，灵敏度好	噪声略高于CCD	锂电池、光伏检测

2.2 分辨率与帧率的选择：别盲目追求高参数

分辨率怎么选？我有个简单公式：视野宽度 ÷ 最小检测特征尺寸 × 3~5。举个例子，你要检测一个0.5mm的划痕，视野宽度100mm，那分辨率至少是100÷0.5×4=800像素。实际上我会选到1280×1024，留点余量。

帧率呢？取决于产线节拍。如果产线速度是每分钟60个产品，那相机帧率至少要有1fps？不对！你还要考虑曝光时间、图像传输时间、处理时间。我建议帧率至少是节拍需求的3倍。比如节拍1秒一个，帧率至少3fps。为什么？因为有时候需要多次触发、多帧融合，或者做运动补偿。

2.3 相机安装高度与角度对视野的影响

相机装多高？这直接决定了视野大小。公式很简单：视野宽度 = 传感器宽度 × 工作距离 ÷ 焦距。比如传感器宽度6.4mm，焦距12mm，工作距离200mm，那视野宽度就是6.4×200÷12≈106.7mm。

但这里有个坑：安装高度不是随便定的。你想想看，如果相机装得太高，视野大了，但分辨率下降了；装得太低，视野小了，可能拍不全。我一般先确定最小检测精度，反推工作距离。

角度问题更关键。相机必须垂直于被测面，否则会产生透视畸变。我见过一个项目，相机歪了5度，测量结果偏差了0.3mm，客户直接退货。后来加了角度调节支架，每次安装用激光校准，再没出过问题。

2.4 多相机协同布局策略

大尺寸产品或者复杂检测，一台相机搞不定，就得用多相机。我总结了几种常见策略：

• 拼接式布局：多台相机并排，各自拍一部分，软件拼成一张大图。适合PCB板、液晶屏检测。注意相邻视野要有10%~20%重叠，方便拼接。
• 分站式布局：每个工位一台相机，各检各的。比如第一个工位检正面，第二个检反面，第三个检侧面。适合多面检测。
• 主从式布局：一台主相机做粗定位，从相机做精检测。我做过一个手机螺丝检测，主相机先找到螺丝位置，从相机再放大拍细节，效率提升50%。
• 立体式布局：多台相机从不同角度拍摄，重建三维信息。适合高度测量、3D缺陷检测。

多相机协同最怕什么？触发同步。我曾经有个项目，两台相机不同步，拍出来的图像位置对不上，折腾了两周。后来改用硬件触发，所有相机接同一个触发信号，问题解决。

知识体系总览

下面这张图是我自己整理的，把相机选型与布局的核心逻辑串起来了。你照着这个思路走，基本不会跑偏。

好了，这一章的内容就这些。相机选型这事儿，说白了就是先搞清楚你要什么，再去找合适的工具。别一上来就盯着参数表看，先问问自己：检测什么？精度多少？节拍多快？环境怎样？这些问题想清楚了，选型就是水到渠成的事。