工业相机的帧率和曝光（快门）之间的关系

项目场景

工业相机是常用与工业视觉领域的常用专业视觉核心部件，拥有多种属性，是机器视觉系统中的核心部件，具有不可替代的重要功能。

工业相机已经被广泛应用于工业生产线在线检测、智能交通,机器视觉,科研,军事科学,航天航空等众多领域

工业相机的主要参数包括:分辨率、帧率、像素、像元尺寸、光谱响应特性等，本文主要介绍工业相机的帧率和它的曝光之间的关系。

工业相机帧率：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)。

工业相机曝光：曝光是图像传感器进行感光的一个过程，相机曝光时间，也就是快门速度，曝光即曝光时间控制，控制感光元件上总的光通量。曝光越大，光通量越大。在数码相机中，可以采用电子快门，也可以采用传统的机械快门。快门速度和光圈大小是互补的。

技术背景

在工业相机中，帧率和曝光是相互依存的参数，影响着拍摄图像的质量。

帧率是指工业相机在一秒钟内捕获的视频帧的数量。它对于需要实时视频监控或快速移动物体跟踪的应用非常重要。更高的帧率可以提供更流畅的视频播放，但可能会减少曝光时间，并影响图像的亮度和清晰度。

另一方面，曝光决定了相机传感器捕捉到的光量。较长的曝光时间允许更多的光线进入传感器，产生更明亮的图像，但如果相机或场景中的物体在移动，也可能引入运动模糊或图像噪音。

因此，设置最佳帧率和曝光需要在为实时应用捕捉足够的帧数和获得足够的光量以获得清晰的图像质量之间找到最佳平衡。根据具体的应用要求，不同的工业相机可能有不同的调整帧率和曝光的能力和设置。

本文将以Baumer工业相机作为案例研究工业相机帧率和曝光之间的关系。

工业相机的帧率和曝光快门时间之间的计算是基于以下公式。

快门时间=1/帧率

例如，如果工业相机的帧率是每秒30帧（fps），那么快门时间的计算方法是：。

快门时间 = 1 / 30帧 = 0.0333秒=33.3毫秒=33300微秒

相反，如果所需的快门时间是已知的，相应的帧率可以使用相同的公式计算。

注意：这种计算方式是基于最基础的数学公式来计算的，可以作为参考，工业相机实际的帧率涉及的因素较多，一般以实际测试结果为准。

很多工程技术人员对于工业相机可能会有下面类似疑问

是否可以简单通过曝光快门时间计算出相机帧率？

不可能简单地从快门时间计算出工业相机的帧率，因为帧率取决于各种因素，如曝光时间、读出时间、图像传输率和相机接口带宽。

帧率可以通过用每秒拍摄的帧数除以曝光时间加上读出时间来计算。

此外，相机规格表或手册通常提供给定相机配置的最大可实现的帧率，这对确定相机的整体性能很有用。