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一文了解线扫描机器视觉体系的组成及作业原理

发布时间:2023-07-28 20:58:36 人气: 来源:bob平台官网入口
案例介绍

  现在市场上共有两种类型的收集办法可用于收集物体的图画:面阵扫描和线D机器视觉体系运用面阵扫描相机,此类相机在收集图画时需求曝光完好的像素矩阵。比较之下,线扫描相机包括单行像素,其经过逐一像素线D图画。

  构建线扫描图画需求相机与物体之间坚持相对运动,一般为沿着运送带或旋转轴运动。当物体移动经过相机面前时,相机将收集一个新的像素线。

  视觉处理器或图画收集卡上的软件将存储每个像素线,然后将像素数据从头构建为终究的2D图画。这种一起的图画收集进程擅长于收集运送带上快速移动的离散元件的图画,检测柱形物体的一切旁边面,以及构建超大物体的图画。

  文件扫描仪、复印机和传真机等将文件扫描到存储器中的商用设备选用线扫描技能,制作和物流范畴的生产线和分销线也是如此,它们依托这种特别技能快速收集高分辨率图画,用于履行杂乱元件的检测。

  面阵扫描相机照亮物体,并收集一切曝光的像素以构建图画。比较之下,线扫描相机点亮并逐一线条收集像素。

  因为线像素/线条的分辨率,有些乃至能够跟上67,000个线条/秒的高速线条收集速率,最新一代线扫描相机可供给曾经需求一组高分辨率视觉成像仪才干处理的运用所需的一切功能。

  这些特点使线扫描相机成为了在接连或离散“卷筒”外表检测运用中收集方针物体图画的抱负挑选,比方塑料、织物、金属或纸张。

  线扫描相机还能够“打开”柱形物体,以收集它们的整个外表区域。一起,此技能还适用于一些需求高分辨率成像以完成准确丈量和缺点检测的较大物体,比方平板显示器、太阳能电池和轿车零部件。

  因为线扫描体系只需检查方针物体的一小部分来收集每个线条,它们无需方针物体供给较大的无遮挡视场。出于此原因,它们十分适用于视场或设备空间有限的设备。

  线扫描视觉体系能够装备线扫描相机和运转机器视觉软件的PC或视觉控制器,或许作为嵌入式体系供给,其间相机和软件包括在一个封装中。这两种设置的组件具有许多一起的元素。跟一切机器视觉体系相同,挑选正确的镜头、光源和触发设备对任何线扫描运用的成功都至关重要。

  编码器将运送带的线性运动传递给线扫描相机,指示何时收集图画的下一个线条。在许多运用中,要保证运动物体的继续、安稳运动是很困难的,特别是在安装线速度提高或下降进程中。速度改变会影响所收集图画的高宽比。

  举例来说,线扫描相机或许会过快地收集线条,导致线条重复收集和图画拉伸。假如相机收集线条速度过慢,它则或许会越过一些线条,导致图画变得更淡薄。为了坚持稳定的高宽比,而且答应速度动摇,仅当跋涉的间隔等于所界说的值,一般为所投影像素的长度时,编码器才会指示相机收集线条。

  编码器一般设备在轴上,供给信号以指示运动。有些编码器会发生两个独自的信号(A和B),依据这些信号能够检测到线条方向以及与运动相关的更细粒度信息。线扫描体系可与硬件(依据运动)编码器或软件(依据时刻并依据运动核算)编码器结合运用。

  线扫描相机收集一行像素时仅需一条光线。这意味着不同于面阵扫描相机,线扫描相机不需求将元件均匀照亮。激烈、无动摇且高度聚集的“线”型照明最适合线扫描运用,因为收集速度较快(一般每个线条只需数微秒时刻),这也需求较高强度的光线。线性光源与相机对位,以最大极限地添加一般一直敞开而非频闪光线的强度。

  镜头的光学质量各不相同,并终究确认所收集图画的分辨率。挑选高质量的镜头十分重要,以保证充分利用线扫描相机的像素巨细。运用正确的镜头将有助于体系收集最佳图画,以履行高度杂乱的检测。

  触发设备指示相机何时开端收集像素。线扫描体系能够运用直接衔接至相机的硬件触发器或许经过工厂车间工业协议或PC衔接的软件触发器。

  ▪ 无固定尺度: 有些线扫描相机能够将所收集图画的长度调整为无限长。这使得在某些情况下能够在帧之间创立无空隙的接连图画。

  无论是食物和饮料、电子产品仍是包装和物流运用,线扫描相机技能都能够协助制作商收集关于面阵扫描相机而言具有挑战性的快速移动、大型和柱形物体的高分辨率图画。

  检测圆形或柱形元件时,或许需求多台面阵扫描相机才干掩盖整个元件外表。当柱形物体在轴上旋转时,线扫描相机能够创立该物体的2D“打开”图画。这消除了特别夹具以及用于在不同的坐标空间将多个图画拼接在一起的杂乱算法的需求。此功能在检测物体、灌装液位、标签和安全密封垫的尺度和均匀性时十分有用。

  因为线扫描相机在构建图画时每次仅收集单个像素线条,它只需在物体快速移动时检查物体的一小部分便可。此特点使线扫描相机十分适用于视场或空间有限(比方电子产品和医药职业)或许相机需求透过运送带上的滚轴检查元件底部的运用。

  线扫描体系一般还能够比传统面阵扫描相机供给更高的分辨率。高分辨率检测在大多数科技型职业中至关重要。比较面阵扫描相机,装备恰当成像仪的线扫描相机能够以低得多的本钱创立超大的图画。出于此原因,运动中的线扫描相机是高分辨率面阵扫描相机切实可行的代替处理方案。

  因为线扫描体系构建图画时需求元件处于运动状况,它们一般十分适用于产品处于运动中的运用,比方高速包装线和运送带上的产品检测。这使得履行较长外表(或许“卷筒”)的检测以及代码和文本的验证变得很简单。运用面阵扫描相机时将需求进行额定的处理,以调整帧堆叠、杂乱的图画拼接和硬件同步化等问题。有些线扫描相机类型能够在帧之间获取一连串的接连(即无空隙)图画,而有些线扫描相机类型在收集图画时则需求几个线条之间坚持最小的空隙。用于履行离散或接连检测的线扫描相机类型能够收集尺度随机散布元件的图画,图画之间无较大的空白区。