相機(jī)主體負(fù)責(zé)傳感器的驅(qū)動(dòng)、圖像信號(hào)的預(yù)處理與傳輸，核心功能包括曝光參數(shù)調(diào)控、圖像采集與存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)傳輸?shù)?。多曝光系統(tǒng)的相機(jī)需支持多檔位曝光參數(shù)可調(diào)，包括曝光時(shí)間（通常支持微秒級(jí)至毫秒級(jí)可調(diào)）、增益（ISO）等，且需具備快速切換曝光參數(shù)的能力，確保在短時(shí)間內(nèi)完成多組不同曝光參數(shù)的圖像采集。相機(jī)的傳輸接口需具備高速傳輸能力，常見接口包括GigE Vision、USB3.0、Camera Link等，以實(shí)現(xiàn)多曝光圖像序列的快速傳輸，避免數(shù)據(jù)丟失或延遲。部分高端相機(jī)還集成了圖像預(yù)處理功能（如降噪、白平衡、 gamma 校正），可初步優(yōu)化圖像質(zhì)量，減輕后續(xù)處理壓力。

鏡頭組件負(fù)責(zé)將場(chǎng)景光線聚焦于圖像傳感器上，其性能直接影響成像的清晰度與分辨率。多光源多曝光系統(tǒng)的鏡頭需選擇高分辨率、低畸變、大光圈的工業(yè)鏡頭，大光圈鏡頭可提升通光量，適配不同曝光參數(shù)的需求；低畸變鏡頭能確保成像目標(biāo)的幾何形狀精準(zhǔn)，避免因畸變導(dǎo)致的測(cè)量誤差。鏡頭的焦距需根據(jù)成像距離與視場(chǎng)大小選擇，同時(shí)可搭配調(diào)焦機(jī)構(gòu)與光圈調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)焦距與通光量的精準(zhǔn)調(diào)控。對(duì)于多光源照明的復(fù)雜場(chǎng)景，部分系統(tǒng)還會(huì)采用變焦鏡頭，通過調(diào)節(jié)焦距適配不同尺寸的成像目標(biāo)。

控制模塊是多光源多曝光系統(tǒng)的“大腦”，負(fù)責(zé)統(tǒng)籌各模塊的協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)光源照明模式與曝光參數(shù)的精準(zhǔn)匹配、動(dòng)態(tài)調(diào)控及數(shù)據(jù)聯(lián)動(dòng)，主要由主控單元、協(xié)同控制算法、人機(jī)交互界面三部分構(gòu)成。主控單元通常采用工業(yè)級(jí)微處理器（MCU）、FPGA或工業(yè)計(jì)算機(jī)，具備強(qiáng)大的運(yùn)算能力與多接口擴(kuò)展能力，可通過多種通信協(xié)議（如RS485、I2C、以太網(wǎng)）與光源驅(qū)動(dòng)模塊、相機(jī)進(jìn)行通信，發(fā)送控制指令并接收反饋數(shù)據(jù)。FPGA因具備并行運(yùn)算能力，能實(shí)現(xiàn)光源與曝光參數(shù)的快速同步調(diào)控，是多光源多曝光系統(tǒng)的主流主控選擇。

協(xié)同控制算法是控制模塊的核心，負(fù)責(zé)根據(jù)成像場(chǎng)景的實(shí)際情況，動(dòng)態(tài)優(yōu)化光源照明模式（如各光源的亮度、點(diǎn)亮?xí)r序）與曝光參數(shù)（曝光時(shí)間、增益）的組合。典型算法包括自適應(yīng)曝光算法、光源與曝光匹配算法、多幀圖像融合算法等：自適應(yīng)曝光算法通過分析當(dāng)前采集圖像的亮度直方圖，判斷圖像的過曝/欠曝區(qū)域，自動(dòng)調(diào)整曝光參數(shù)；光源與曝光匹配算法則根據(jù)成像目標(biāo)的特征（如材質(zhì)、顏色、表面粗糙度），選擇最優(yōu)的光源組合與對(duì)應(yīng)的曝光參數(shù)，例如對(duì)于反光材質(zhì)的零件，選擇低亮度同軸光源配合短曝光時(shí)間，避免鏡面反射過曝；多幀圖像融合算法則將多組不同光源、不同曝光參數(shù)采集的圖像進(jìn)行融合，生成一張亮度均勻、細(xì)節(jié)豐富的高質(zhì)量圖像。

人機(jī)交互界面用于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)置、工作狀態(tài)的監(jiān)控與數(shù)據(jù)管理，常見形式包括觸摸屏、上位機(jī)軟件（如基于LabVIEW、Qt開發(fā)的軟件）。用戶可通過界面設(shè)置光源的照明模式、各光源的亮度等級(jí)、曝光參數(shù)的檔位、圖像采集的觸發(fā)方式（手動(dòng)觸發(fā)、自動(dòng)觸發(fā)、外部觸發(fā)）等；同時(shí)界面可實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)的工作狀態(tài)（如各光源的工作狀態(tài)、當(dāng)前曝光參數(shù)、圖像采集進(jìn)度），并支持多曝光圖像序列的實(shí)時(shí)預(yù)覽、存儲(chǔ)與導(dǎo)出，方便用戶進(jìn)行參數(shù)調(diào)試與結(jié)果分析。