生产线上新装的工业相机频频误判,技术员小王盯着屏幕上模糊的检测图像,忍不住抱怨:“这参数看着挺高,怎么用起来完全不是那么回事?”
车间主任老张走过来拍了拍他的肩膀:“工业相机这行水很深,光看广告参数可不行,得懂背后的技术标准。”

在工业自动化领域,选购工业相机常常让人左右为难。参数表上一串串数字看起来很专业,量子效率、动态范围、信噪比……这些术语让人眼花缭乱。

更头疼的是,不同厂家标注参数的方式各不相同,有的玩文字游戏,有的故意隐藏关键信息,导致在实际应用中相机性能与预期相差甚远。
这种“参数迷雾”不仅让用户选购困难,还经常导致生产线上的视觉系统达不到设计要求,造成时间和经济上的双重损失。
2020年8月,一项行业标准的实施开始改变这种混乱局面——《工业数字相机术语》标准(T/CMVU 001—2020)正式发布-1。
这项标准由中国机器视觉产业联盟(CMVU)组织制定,海康机器人、凌云光技术等国内知名企业共同参与起草-10。
标准明确了工业数字相机功能、性能及传感器等核心组件相关的基本术语和定义-1。这意味着,从此以后行业内有了共同的技术语言。
曾经,同一个术语在不同厂家那里可能有不同解释;现在,大家必须按照统一的标准来定义和使用这些术语。这就像给行业建立了一套“普通话”,消除了沟通障碍。
如果说《工业数字相机术语》是国内行业的“普通话”,那么EMVA 1288就是国际机器视觉领域的“英语”。
这个由欧洲机器视觉协会制定的标准,专门用于分析和测试工业视觉使用的图像传感器和相机性能-2。
EMVA 1288标准的强大之处在于,它建立了一套科学、可重复的测试方法,能够准确测量相机的关键性能指标。
包括量子效率、暗噪声、动态范围、信噪比等在内的十几个参数,都有了标准化的测试流程和表达方式-2。
工业相机的技术标准中,有几个关键指标特别值得关注。了解这些指标,能帮助你在选购时不被华丽的营销话术迷惑。
量子效率是衡量相机光电转换能力的重要指标,简单说就是相机芯片能把多少光子转换成电子信号-7。
这个数值越高,相机对光的敏感度就越好,在光线较暗的环境下表现越出色。有些厂家可能会用模糊的说法描述相机的“感光能力”,而EMVA 1288标准给出了明确的测量和表述方法。
暗噪声是指完全没有光照时相机自身产生的噪声-2。这个指标直接影响图像的信噪比,特别是在长时间曝光或低照度条件下。
暗噪声小的相机,能够捕捉到更纯净的图像,对于精密检测尤为重要。
动态范围则体现了相机同时捕捉明亮和阴暗区域细节的能力-7。高动态范围的工业相机,就像一位经验丰富的摄影师,既不会让明亮部分过曝,也不会让阴暗部分失去细节。
工业相机的技术标准建设不是一蹴而就的,而是一个不断完善的过程。除了已经发布的术语标准,行业还在持续推进更多相关标准的制定工作。
全国照相机械标准化技术委员会(SAC/TC107)作为国家级行业标准化组织,也在积极推进工业相机和镜头相关标准的制定-5。
2022年4月,机器视觉产业联盟又发布了《工业三维相机 通用术语》团体标准-4。这是对工业相机标准体系的进一步扩展,涵盖了三维视觉这一快速增长的技术领域。
国际标准化组织(ISO)也在积极制定相关标准。ISO/AWI 24942标准项目正在推进中,旨在为机器视觉用相机和图像传感器提供测量、计算和呈现规范参数的标准方法-6。
了解工业相机的技术标准后,如何在实际选购中应用这些知识呢?
首先要求厂家提供符合EMVA 1288标准的测试报告。这份报告就像是相机的“体检表”,能够客观反映相机的真实性能。
不要只看厂家宣传册上的“典型值”或“最大值”,要看标准测试条件下的具体数据。特别是要关注与你应用场景最相关的指标,比如在低照度环境下应用时,要特别关注量子效率和暗噪声。
比较不同厂家的产品时,确保是在同一标准下比较。就像比较两个人的身高,必须都用同样的尺子和测量方法。
如果一家提供EMVA 1288报告,另一家只提供自己厂家的测试数据,那么这两份数据很可能不具备可比性。
参考国内行业标准中的术语定义,与供应商进行准确的技术沟通。当你明确询问“这款相机的动态范围是按照什么标准测量的”时,供应商就会意识到你是懂行的,不敢用模糊的信息糊弄你。
随着全球智能制造浪潮的推进,工业相机在生产线上的“眼睛”角色愈发重要。Phantom高速摄像机等领先厂商已经将EMVA 1288标准参数纳入产品彩页-7,这反映了行业对标准化的一致认同。
当技术标准成为行业的共同语言,选择工业相机不再是猜谜游戏,而将成为基于科学数据的明智决策。生产线上,小王调整了新相机参数后,检测准确率从82%提升到99.3%,他笑着对老张说:“这下咱们车间的‘眼睛’可是5.0的标准了。”
网友“视觉新手”提问: 我是刚入行的工程师,公司让我负责选购工业相机,我应该去哪里查找这些技术标准的具体内容呢?
回答: 这位朋友你好!刚接触这个领域确实会觉得有点懵,不过别担心,获取这些标准资料其实有明确的途径。对于国内标准,你可以访问“全国团体标准信息平台”,直接《工业数字相机 术语》就能找到完整内容-8。
这个标准是2020年8月实施的,里面详细规定了工业数字相机的各种术语和定义,是你入门必看的基础文件-1。
国际标准方面,EMVA 1288是必须了解的,你可以在欧洲机器视觉协会官网找到相关信息,国内一些专业网站也有详细介绍-2。如果你需要测试设备,市场上已经有专门的EMVA 1288测试系统,如ACC图像传感器测试系统,能够基于这一标准精确测试相机性能-2。
另外,关注机器视觉产业联盟(CMVU)的官方发布也很重要,他们不仅发布了工业数字相机术语标准,还有工业镜头术语等配套标准-10。
实际选购时,建议你直接向供应商索要符合EMVA 1288标准的测试报告,这是验证相机性能最可靠的方式。记住,标准是你与供应商沟通的共同语言,也是避免被营销话术误导的最佳工具。
网友“产线老马”提问: 我们生产线现有的工业相机经常在光线变化时检测不稳定,想升级又不知道怎么选型,能根据标准给点建议吗?
回答: 老哥这问题太典型了!生产线上的光线条件变化确实是常见痛点。根据工业相机的技术标准,我建议你重点关注几个指标:首先是动态范围,这个参数决定了相机同时捕捉亮部和暗部细节的能力-7。
动态范围高的相机就像人眼适应强光一样,能在光线变化时保持稳定的成像质量。其次是信噪比,特别是在低照度条件下的信噪比表现,直接影响图像的清晰度和检测稳定性-2。
EMVA 1288标准中,信噪比是核心测量参数之一。你可以要求供应商提供在不同照度条件下的信噪比曲线,而不仅仅是某个最佳光照条件下的数值。
还有量子效率参数也很重要,它决定了相机对光的敏感程度-7。量子效率高的相机在光线不足时仍能保持良好的成像质量。
建议你模拟生产线实际的光线变化范围,测试候选相机在这些条件下的表现,特别关注EMVA 1288测试报告中的绝对灵敏度阈值参数-2,这个值越低,相机对微弱光的检测能力就越强。
网友“技术主管”提问: 我们公司要做机器视觉系统集成,需要采购不同厂家的工业相机和配件,怎么确保它们之间的兼容性和性能一致性?
回答: 您考虑的问题非常专业,这确实是系统集成中的关键挑战。工业相机的技术标准在这里能发挥重要作用。首先,确保所有供应商都遵循相同的术语标准,如《工业数字相机术语》标准-1。
这样在沟通技术参数时,大家说的“动态范围”、“量子效率”都是同一个概念,避免因术语理解不同导致的集成问题。
接口标准的统一也很重要。工业相机常见的接口标准有GigE Vision、USB3 Vision和Camera Link等-9。选择行业通用的接口标准,可以大大提高系统集成的便利性和兼容性。
性能一致性方面,强烈建议您建立基于EMVA 1288标准的测试流程-2。采购前要求所有供应商提供符合这一标准的测试报告,这样不同厂家的相机性能数据才具有可比性。
您也可以考虑投资或委托第三方进行标准化测试,确保所有相机都满足项目要求。机器视觉产业联盟发布的系列标准,包括工业镜头术语、三维相机术语等,也都是需要考虑的配套标准-4。
建立统一的技术标准框架,是确保多厂家设备协同工作的基础,也能大大降低后期维护和升级的复杂度。