線掃相機(jī)在機(jī)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(jī)器視覺系統(tǒng)的應(yīng)用場景中，線掃相機(jī)憑借自身高精度和寬畫幅的特點(diǎn)得到越來越多視覺工程師和自動化企業(yè)的認(rèn)可。在進(jìn)行實際的相機(jī)選型過程中，如何正確的選擇一款合適的相機(jī)？我們首先需要了解線掃相機(jī)有什么特點(diǎn)？他的工作原理是什么樣的？

什么是線掃相機(jī)？

線掃相機(jī)的工作原理和我們常見的打印機(jī)的復(fù)印、打印的工作原理類似。通過線掃相機(jī)高速的采集，每次采集完一條線后再進(jìn)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(jī)硬件內(nèi)容

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

運(yùn)動控制部分

由馬達(dá)、驅(qū)動器、運(yùn)動控制卡或 PLC 以及機(jī)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(jī)器視覺部分

主要由線掃相機(jī)、鏡頭、光源、圖像采集卡和機(jī)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(jī)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(jī)負(fù)責(zé)運(yùn)算。

線掃相機(jī)視覺部分選型原則

線掃相機(jī)的硬件配置通常是按照：相機(jī)＋采集卡->鏡頭->光源的順序進(jìn)行的。在相機(jī)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(jī)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(jī)采集卡。然后根據(jù)相機(jī)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(jī)鏡頭選型

常見的線陣相機(jī)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(jī)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(xué)放大倍率

在前期準(zhǔn)備工作中完成了相機(jī)分辨率和像素的確認(rèn)，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(jī)接口之后，相對應(yīng)的接口長度也就一目了然。

后背焦

相機(jī)接口平面到芯片的距離，這個參數(shù)通常由相機(jī)生產(chǎn)廠商根據(jù)相機(jī)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(jī)而言，直接進(jìn)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(jī)芯片要完全平行，否則只能拍到相交叉的一個亮點(diǎn)。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。