近几年,随着线阵相机的普及,更多的行业,在机器视觉应用方案中,使用线阵相机。线阵相机的优势很突出,困难也很突出 — 开发和部署,比面阵相机更复杂。这篇文章,把线阵相机的相关基础知识,做了一个总的梳理和归纳,希望对使用线阵相机的您,有所助益。

线阵相机作为一种常见的工业相机,它主要利用单束扫描光来进行物体扫描,被检测的物体通常匀速运动,利用一台或多台相机对其逐行连续扫描,以达到对其整个表面均匀检测。

从上图中我们可以看到线阵工业相机的产品样式,中间呈一条线型。线扫相机:顾名思义扫描呈“线”状,虽然也是二维图像,但有几K的长度,而宽度却只有几个像素而已。

为什么需要线阵相机

客户使用线阵相机的原因、场景很多,总结起来基本是下面三个因素:

01.被拍摄物的特殊性

• 运动着的,无限长的被拍摄物,如布匹、钢带、薄膜材料、纸张

• 传送带上大小,颜色、分布各异的产品:果蔬、矿石、金属零件等

• 圆柱形物体:易拉罐、滚筒装置

02.对光的均匀性要求很高

• 线阵光源比面阵光源,更容易实现打光的均匀性

03.成本考量

• 1台线阵相机 vs 多台面阵相机:成本更低,部署更方便。

• 线阵相机 vs 高分辨率面阵相机:成本更低。例如,高分辨率平板检测行业,使用高分辨率面阵相机,成本很高,而用线阵相机,成本可以低很多。同时,屏幕的外形特点,也对线阵相机很友好:长宽均匀。线阵相机从上往下扫描一遍,可达到高分辨率面阵相机的成像效果。

线阵相机的分类

1.按照芯片类型可以分为CCD相机(主流)和CMOS相机。

2.按照线阵图像传感器不同分为单色相机和彩色相机。

3.按照扫描线可以分为单线、双线、三线、多线等类型。

应用行业

线扫描系统对大幅面、高精度、圆柱状物体检测等方面有很好的应用,主要应用行业有:印刷制品、大型玻璃、LCD面板检测、PCB检测、钢铁检测、粮食色选、烟草行业、纺织行业等,其共同特点就是,幅面较宽,速度快,精度高,流水线上产品连续性高。

线阵相机工作原理

每次曝光,线阵相机里的CMOS传感器对经过相机工作区的一行进行拍照。拍摄物体不断经过相机,完成整个产品的图像采集,最终输出的图像,是由1行,2行,3行,4行,6行,8行或16行CMOS芯片拍摄的图像处理而来。

线阵相机优缺点

1、优点

• 像元尺寸比较灵活,帧幅数高,特别适用于一维动态目标的测量。

• 线阵分辨率高,可满足大多数测量现场要求。

2、缺点

要用线阵获取二维图像,必须配以扫描运动,而且为了能确定图像每一像素点在被测件上的对应位置,还必须配以光栅等器件以记录线阵每一扫描行的坐标。一般看来,这两方面的要求导致用线阵获取图像有以下不足:

• 图像获取时间长,测量效率低。

• 由于扫描运动及相应的位置反馈环节的存在,增加了系统复杂性和成本。

• 图像精度可能受扫描运动精度的影响而降低,最终影响测量精度。

线阵相机选型

计算分辨率:幅宽除以最小检测精度得出每行需要的像素;

确定像素精度:幅宽除以像素数得出实际检测精度;

确定行频:每秒运动速度长度除以像素精度得出每秒扫描行数;根据以上数值选定相机。 如幅宽为1600毫米、精度1毫米、运动速度22000mm/s;

分辨率:1600/1=1600像素 最少2000像素,选定为2k相机 1600/2048=0.8

实际精度:22000mm/0.8mm=27.5KHz 应选定相机为2048像素28kHz相机。

聚焦于半导体前道工艺的检测和量测,对不同的工艺节点及品质要求,提供了明场、暗场和面阵、线阵相机的不同配置模块,在兼顾检测品质的同时也降低了客户投资门槛。

转自:CHECK 启科

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