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為什麼要使用線陣相機?

參考:https://wenku.baidu.com/view/b201cdf96bec0975f465e2b5.html

數字相機成像原理

光線透過鏡頭投射到感光元件表層,以CCD為例,CCD結構中每個畫素就像一個個小桶,光線像雨滴撒入各個小桶,通過設定曝光時間,相機在一定的曝光時間中,“小桶”收集“雨滴”,曝光結束後,通過光電轉換,形成數字影像,具體其實不容易:

1)光線被感光元件表層上濾鏡分解成不同的色光;

2)色光被各濾鏡相對應的感光單元感知,併產生不同強度的模擬電流訊號,再由感光元件的電路將這些訊號收集起來;

3)模擬訊號通過數模轉換器轉換成為數字訊號,再由DSP對這些訊號進行處理,還原成為數字影像

Ps :到這裡感嘆一個感光元件的功能是多麼多麼強大,還做的那麼微小,其中包含的技術,光學,濾鏡,模擬訊號,數字訊號,電路分析,都是曾經學過的課程,有點遺憾的是沒有系統學過數字訊號處理(DSP)這門課程……

4)最後數字影像被傳輸到儲存卡上儲存,就可以看到拍攝的影象了。’

為什麼要用線陣相機?

線陣相機有更高的解析度。2048,4096,8012,16384,而一般面陣相機僅為640,1280,1900,2500,大於4096的面陣很少見。

線陣相機的採集速度更快。線陣相機通常用行頻表示,單位KHz,如40KHz,表示相機1秒鐘內最多能採集12000行影象資料。

以ipad mini為例,檢測其外觀尺寸,假設精度為0.01mm,寬度為134.7mm

如何選擇線陣相機: 1,計算解析度:工件幅寬除以最小檢測精度得出每行需要的畫素 (134.7 / 0.01 = 13470 選定為16K相機)

                                  2. 檢測精度:幅寬除以畫素得出實際檢測精度   (134.7/16384 = 0.008mm)

                                  3. 行頻:每秒運動速度長度除以精度得出每秒掃描行數。

Ps:這裡如果使用500W畫素的面陣相機需要很多臺。而且每臺相機需要配備相同光源,還需要標定,然後每臺相機的資料需要彙總後再處理。

每秒運動速度,是產品運動速度或者相機運動速度。

線掃描相機的同步

用編碼器(線觸發輸入)同步線陣相機感測器上的影象運動和感測器的積分時間同步。每個畫素寬度需要一個編碼器脈衝。如果脈衝給少了,影象中會缺少部分資訊,如果脈衝給多了,則產品影象看著就像被“拉伸”了。

線掃描系統對大幅面、高精度、圓柱狀物體檢測等方面有很好地應用,主要應用行業有:印刷製品、大型玻璃、LCD面板檢測、PCB檢測、鋼鐵檢測、糧食色選、菸草行業、紡織行業等,其共同特點就是,幅面較寬,速度快,精度高,流水線上產品連續性高。

除錯時要產品運動速度與相機採集速度匹配,當產品運動速度大於相機採集速度,影象就像被“壓扁”,當運動速度太慢則看起來被“拉長”。