線掃相機在機器視覺系統(tǒng)中的應(yīng)用

隨著科技的發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)的速度和精度要求越來越高，現(xiàn)如今的機器視覺系統(tǒng)的應(yīng)用場景中，線掃相機憑借自身高精度和寬畫幅的特點得到越來越多視覺工程師和自動化企業(yè)的認可。在進行實際的相機選型過程中，如何正確的選擇一款合適的相機？我們首先需要了解線掃相機有什么特點？他的工作原理是什么樣的？

什么是線掃相機？

線掃相機的工作原理和我們常見的打印機的復(fù)印、打印的工作原理類似。通過線掃相機高速的采集，每次采集完一條線后再進行下一條線的采集，全部圖像掃描完成之后，再將其拼接成為一張圖片。

線掃相機硬件內(nèi)容

線掃相機除了外部可以直接觀測到的機械結(jié)構(gòu)之外，還包括機器視覺和運動控制兩個部分。

運動控制部分

由馬達、驅(qū)動器、運動控制卡或 PLC 以及機械單元等部件構(gòu)成，該部分的主要作用是保證采集的圖像與輸送帶同步。

機器視覺部分

主要由線掃相機、鏡頭、光源、圖像采集卡和機器視覺軟件等部分構(gòu)成。

除了以上兩個部分的內(nèi)容之外，因為線掃相機掃描獲取的圖像數(shù)據(jù)量大，還需要一臺高性能的工控機負責運算。

線掃相機視覺部分選型原則

線掃相機的硬件配置通常是按照：相機＋采集卡->鏡頭->光源的順序進行的。在相機選型開始之前，根據(jù)客戶的檢測精度和速度要求，判斷出相機CCD傳感器芯片的分辨率和掃描速度，選用和傳感器相匹配的相機采集卡。然后根據(jù)相機的鏡頭接口型號和待檢樣品的視野要求決定鏡頭的選型，再根據(jù)待檢樣品的現(xiàn)場環(huán)境和檢測需求確定光源的選型。

線掃相機鏡頭選型

常見的線陣相機分辨率目前有0.5k、1K、2K、4K、6K、8K、12K、16K 等幾種，像素大小有5um、7um、10um、14um 等幾種，芯片的大小從 7..168mm到 81.920mm不等。很多相機的接口為 F型，不同的鏡頭接口對應(yīng)不同的后背焦，也就決定了鏡頭的工作距離不一樣。

光學放大倍率

在前期準備工作中完成了相機分辨率和像素的確認，就能順利計算出芯片的尺寸大小等參數(shù)。

接口

主要有 C、CS、F、M42x1 、T2、M72x0.75等幾種，判斷清楚需要使用的相機接口之后，相對應(yīng)的接口長度也就一目了然。

后背焦

相機接口平面到芯片的距離，這個參數(shù)通常由相機生產(chǎn)廠商根據(jù)相機光路設(shè)計自定設(shè)計確定。

光源選型與鏡頭調(diào)試

就線掃相機而言，直接進行采樣的工作距離通常只有一個小窄條。調(diào)試光源的目的就是保證光源直接照射在這個最亮的窄條與相機芯片要完全平行，否則只能拍到相交叉的一個亮點。同時由于檢測物體寬度往往比較寬，對光線的均勻性和直線型的要求更高。為此，視覺工程師通常采用LED燈以確保圖像的成像質(zhì)量。

由于現(xiàn)場環(huán)境比較復(fù)雜，所以建議先做實驗室測試，有了方案之后，再去現(xiàn)場調(diào)試，這樣會最有把握，也能提高調(diào)試效率。