Frame Rate 是什麼?
Frame Rate(影像速率,FPS, Frames Per Second)= 相機每秒拍攝的影像張數。
工業視覺核心指標:
- 30 FPS = 每秒拍 30 張(一般工業)
- 60 FPS = 每秒拍 60 張(中速產線)
- 120-300 FPS = 每秒拍 120-300 張(高速產線)
- 1000+ FPS = 高速工業相機(特殊應用)
FPS 怎麼算需求?
公式:
所需 FPS = 產線速度(件/秒)× 每件檢測拍照次數 × 安全係數(1.5-2)
範例:
- 產線速度:300 件 / 分鐘 = 5 件 / 秒
- 每件拍 1 張
- 安全係數 1.5
- 所需 FPS = 5 × 1 × 1.5 = 7.5 FPS
實際選 ≥ 10 FPS 相機即可。
FPS 上限受 4 大因素限制
1. Sensor 讀取速度
- 12 MP sensor 比 2 MP 慢(資料量大)
- Cognex Pregius 系列 12MP 可達 30-50 FPS
- 2MP 可達 100-200 FPS
2. 曝光時間
- 曝光 10 ms → 理論上限 100 FPS
- 曝光 1 ms → 理論上限 1000 FPS
- 高速產線必短曝光 + Strobe
3. 處理時間
- 拍完還要處理影像(Pattern Matching / 量測)
- 處理 10 ms → 整體 100 FPS 上限
- ROI cropping / Binning 可加速
4. 通訊頻寬
- GigE Vision:1 Gbps(限制 12MP 約 100 FPS)
- USB3 Vision:5 Gbps
- CoaXPress:6-12 Gbps(最高速)
Cognex 機型 FPS 規格
各 Cognex 機型 FPS 規格請以 Cognex 官方 datasheet 為準。一般而言:
- 高解析度機型(12 MP 如 In-Sight 9912)原生 FPS 較低
- 低解析度 / 一般機型原生 FPS 較高
- 啟用 ROI / Binning 後 FPS 可進一步提升(依機型而定)
何時需要高 FPS?
✅ 必要高 FPS(> 100 FPS)
- 高速包裝產線(> 200 件/分鐘)
- 印刷品質檢測(連續滾動)
- 紡織品檢測(連續布料)
❌ 不需要高 FPS(30 FPS 足)
- 一般機械手臂取放(每秒 < 1 件)
- 治具固定檢測(停下來拍)
- 樣品抽檢
提升 FPS 的 5 大技巧
1. ROI Cropping
- 只讀取部分像素 → FPS 倍增
- 5MP → 1MP ROI = 5× 加速
2. Pixel Binning
- 2×2 binning → 4× FPS
- 4×4 binning → 16× FPS(代價:解析度降)
3. 縮短曝光 + Strobe
- 曝光從 10ms → 1ms → 上限 10× FPS
- 需 Strobe 補強亮度
4. 升級通訊介面
- GigE Vision → CoaXPress(4-12× 頻寬)
- 適合 12MP+ 高速應用
5. 簡化處理邏輯
- 多餘 ROI / 工具 → 拖慢處理
- 只跑必要工具
工程師常見問題
Q1:相機規格寫的 FPS 是真的嗎?
A:通常是理論上限。實際 FPS 還受:
- 曝光時間
- 處理工具複雜度
- 通訊頻寬
實測才準。VSK 可現場 benchmark。
Q2:30 FPS 跟 60 FPS 差別大嗎?
A:依產線速度:
- < 100 件/分鐘 → 30 FPS 足
- 100-300 件/分鐘 → 60 FPS 較穩
-
300 件/分鐘 → 120 FPS+
Q3:FPS 越高越好嗎?
A:不一定。高 FPS 帶來:
- ✅ 更高速產線適用
- ❌ 更貴
- ❌ 處理數據量大
- ❌ 儲存壓力(NG 影像保存)
依實際需求選即可。
Q4:可以同時拍多個相機嗎?
A:可以。多相機系統用統一 trigger 訊號同步。Cognex 工業相機支援硬體 trigger 同步多相機,常見 4-8 相機協作配置。
想評估您的應用需要多少 FPS?
VSK 提供完整速度評估:
- 產線速度測量 — 量您現場件/分鐘
- FPS 計算 — 推薦最低需求 + 安全係數
- Cognex 機型對應 — 不超規 / 不過買
- 整合測試 — VSK 現場 benchmark
請告訴 VSK 您的產線速度 + 工件大小,VSK 工程師評估後會盡快與您聯繫。
