在得力集团的生产车间里，文具像流水线上的“考生”，接受工业AI智能相机的检阅，这套系统能快速识别4K超清画面，精准分流不良品-9。
走进现代工厂，你会看到各种机械臂精准地抓取零件、传送带上的产品被快速检测分拣，这一切都离不开工业相机的“眼睛”。但你知道吗，这双眼睛的核心——图像传感器，主要有CCD和CMOS两种技术路线。
很多工厂技术员在选型时都会挠头：到底是选CCD还是CMOS？哪种更适合我的产线？今天咱们就来掰扯清楚。
说起工业相机，不少人可能觉得就是工厂里用的相机呗。可它跟咱手机里的摄像头完全不是一回事儿。工业相机得在恶劣环境下稳定工作，抗干扰能力强，图像还得特别稳定-1。
这玩意儿在自动化产线上简直是“火眼金睛”。它能把镜头捕捉的图像转换成机器能处理的信号，通过接口传给存储或分析系统-4。
你知道吗，按扫描方式分，工业相机主要有面阵和线阵两种。面阵相机一下子就能拍出完整的二维图像，适合做定位、识别、尺寸测量这些静态检测。而线阵相机得一行一行扫描，特别适合检测连续运动的东西，像金属、塑料、纸和纤维这些-1。
CCD相机可了不得，它集光电转换、电荷存储、电荷转移、信号读取于一身，是典型的固体成像器件。这东西以电荷为信号，跟其他以电流或电压为信号的器件不一样-1。
CCD相机的工作原理挺有意思：被测物的图像先通过光学镜头聚焦到CCD芯片上，然后时序产生电路模块提供驱动脉冲，帮助CCD芯片完成光电荷的转换、存储、转移和读取。
信号处理电路模块把CCD芯片输出的电信号转换成需要的视频格式-1。而且，CCD传感器通常只有一个输出节点，所以信号一致性特别好，噪声水平低，能呈现出高质量的图像-7。
而CMOS相机的故事得从20世纪70年代说起。随着超大规模集成电路的应用，CMOS芯片开发技术突飞猛进。
CMOS芯片把光敏元阵列、图像信号放大器、信号读取电路、模/数转换电路、图像信号处理器及控制器都集成在一块芯片上，大大提高了集成度和设计灵活性-1。
要说CCD和CMOS的区别，那真是各有各的好。先说说噪声差异吧，CMOS的每个感光二极管都得配一个放大器，要是百万像素，那就得上百万个放大器。
可放大器是模拟电路，很难让每个结果都一样。CCD就聪明多了，只需要在芯片边缘放一个放大器，噪声自然少很多，图像品质更高-4。
耗电量方面，CMOS明显占优。它采用主动式图像采集方式，感光二极管产生的电荷直接由旁边的晶体管放大输出。
CCD是被动式采集，必须外加12~18V的电压让每个像素中的电荷移送到传输通道。这么一来，CCD的耗电量远超CMOS，算下来CMOS的耗电量只有CCD的1/8到1/10-4。
分辨率这块，CCD通常更牛。因为CMOS的每个像素都比CCD复杂，像素尺寸很难达到CCD的水平。比较相同尺寸的CCD与CMOS时，CCD的分辨率通常更优-4。
灵敏度方面，CCD也略胜一筹。CMOS信号是以点为单位的电荷信号，而CCD是以行为单位的电流信号。读取信号时，CMOS是点直接读取，CCD是行间接读取，所以在像素尺寸相同的情况下，CMOS的灵敏度要低一些-4。
成本无疑是CMOS的最大优势。CMOS与现有的大规模集成电路生产工艺相同，可以一次性把所有周边设施整合到传感器芯片里，大大节省了外围芯片的成本。
CCD采用电荷传递的方式输出数据，只要有一个像素传送出问题，整排数据都传不了，所以控制CCD的成品率比CMOS困难得多，制造成本也相对更高-4。
应用场景上，两者也各有所长。CCD传感器凭借卓越的光谱响应能力和低噪声特性，能捕捉到更细腻清晰的图像。
尤其在低光环境下，CCD表现更出色，能有效抑制暗电流噪声，提供高信噪比的图像输出-7。所以在专业摄影、天文观测这些追求极致图像质量的地方，CCD还是首选。
而CMOS传感器就灵活多了，每个像素点都内置了信号放大器，可以独立完成电荷到电压的转换，直接输出数字信号。
这种并行处理方式不仅提高了数据处理速度，还简化了电路结构，让CMOS传感器集成度更高、功耗更低-7。消费电子产品里，CMOS已经占主导地位了。
选工业相机可不能光看CCD还是CMOS，得综合考量。首先要确定检测产品的精度要求，然后确定相机要看的视野大小，再确定检测物体的速度，最后确定是动态检测还是静态检测-5。
相机像素大小怎么确定？市面上的软件精度基本上没误差，也就是常说的亚像素，但硬件误差不可避免。市场上的机器视觉系统一般保证误差在一个像素内。
有这样一个计算公式：精度=视野（长或宽）÷相机像素（长或宽）。如果视野为10mm，精度要求为0.02mm，那么相机像素=10÷0.02=500像素，用30万（640480）像素的相机就够了-5。
传输方式也得仔细选。模拟相机稳定、性价比高，但帧率低，一般只能达到25-30帧；USB接口相机不用占PCI插槽，帧频高，但会占用系统CPU；1394接口相机不占系统CPU，帧频也高，但得占PCI插槽，价格还贵-5。
别忘了工业相机还有各种接口，USB 2.0、USB 3.0、IEEE 1394a、IEEE 1394b、GigE、Camera Link、CoaXPress等等-1。现在主流的接口包括GigE Vision、USB3 Vision和CoaXPress这些，接口选择直接影响传输速度、距离和适用环境-2。
看看人家SICK的sensingCam SEC100系列，为视觉检验和监控任务提供经济高效的解决方案。有两款紧凑型、IP65级型号，支持各种工业4.0应用-3。
基本型号支持高分辨率串流和快照捕捉，SEC110款还增加了事件记录功能，能存储事件触发前后的视频片段，方便对计划外停机进行实时故障分析和诊断-3。
这两款相机都搭载高分辨率5 MP CMOS传感器，能为工业设施提供详细可靠的成像。基本型号支持通过RTSP或MJPEG进行静态图像捕捉和实时串流传输-3。
聚华光学的工业AI智能相机也很厉害，能快速识别4K镜头拍摄的超清画面，做出判断指令，精准识别瑕疵并自动分流不良品，大幅提升工厂检测效率-9。
他们的智能视觉传感器具备图像采集、分析处理、信息传输等一体化功能，能识别产品的面积、重心、长度等特征，再和基准图像对比分析-9。
现在工业相机发展越来越猛了，连3D相机都融合了AI能力。像中船鹏力的3D工业相机，具备高精度3D成像能力，能快速获取物体的三维信息-6。
搭配视觉软件平台，能实现对复杂物体的精准检测与分析，为工业制造提供高效、可靠的视觉解决方案-6。
这些3D相机结合AI技术，内置多种视觉算法，以卓越的智能识别性能，突破复杂光照环境下的点云生成难、定位精度差等技术难点，能实现3D测量、识别和检测等场景-6。
有些公司还推出了3D视觉软件开发平台，能极大程度降低3D视觉系统的开发难度，帮助用户实现更多应用，进一步推动3D视觉的规模化普及-6。
随着智能制造的不断演进，工业相机的应用只会越来越广泛。据行业分析，预计到2029年，中国机器视觉行业市场规模将超过1000亿元-9。
在电子制造车间里，新一代CMOS相机以每秒60帧的速度扫描电路板，比老式CCD系统快了三倍，功耗却只有一半。远处的质检员不再需要紧盯生产线，系统自动标记的缺陷位置直接显示在控制屏上-7-9。
