前言:
在工业相机的深度应用的前三节里面,针对工业相机的选型、参数、应用计算等做了一些说明。期中,在深度3里面,在说明工业相机在速度场景下的应用的时候,专门开了一节介绍线扫描相机行频速度的计算公式和镜头的选型的大致说明,感觉说的还是不够透彻,切应用举例也不充分,这里特别开一个章节,基于线扫描相机的特点对比面阵相机的特点进行比较详细的说明,尤其对线扫描相机的选型实践,尤其是线扫描相机的分辨率选择计算、行频选择计算进行了充分的说明和计算说明,希望能够给用到线扫描工业相机的同学给予一定的参考:
阐述:
在编写这章之前,参阅了CSDN等不少博客,发现很多内容是重复的,甚至错误的,我之前在【深度3里面的一个例子也是摘抄了一篇博客的计算参数,我发现其实是错误的】,甚至在一些国外的线阵相机的官网也有类似的错误,导致在演算公式的时候百思不得其解,本文在提问环节会提出一些质疑算是对博客原创的一种尊重。
在前一节的线阵相机的讨论模型里面:【工业相机】【深度3】相机选择-精度和曝光需求计算 - 输入:1 被测试物体的最小体积 2 被测物体的移动相对速度_Franklin的博客-CSDN博客_相机选型精度计算方法https://dimensionspacex.blog.csdn.net/article/details/113657634
现在看来有至少下列问题:
问题提出:
1 一个计算错误:
【Franklin案,这是一个很多博客采用的例子,可是,如果我们仔细计算,28K的行频其实是不能满足要求的】
如幅宽为1600毫米、精度1毫米、运动速度22000mm/s
相机:1600/1=1600像素
最少2000像素,选定为2k相机【案,2K = 2048】
1600/2048=0.8实际精度 【 = 0.78125】
22000mm/0.8mm=27.5KHz 【= 28160】
应选定相机为2048像素28kHz相机 【28K 其实还差一点】
2 一个理论错误:
【Franklin案,同样是这里例子】
如幅宽为1600毫米、精度1毫米、运动速度22000mm/s
相机:1600/1=1600像素【这里违反了那奎斯特的采样定理要求,要达到1mm的精度,你至少要在1mm的精度下有2到3倍的采样率,也就是1/3的采样精度要求,也即0.33mm】
3 正确的理论计算如下:
1600 /1 *3 = 4800 pixel ,应该考虑4K的相机才对,
1600/4096=0.39 mm/pixel 实际精度 【注意单位】
22000mm/0.39mm=56410Hz = 56KHZ
应选定相机为4096像素57kHz相机
选型理论:
1 线扫描相机基本概念:
1.1 WEB (连续运动的产品或者传送带的物体)
encoder/trigger,
为了保证切割(slices)后的图像复原后正确,需要增加同步的设备,可以采用主动的触发来告知相机,或者也可以采用被动的编码器直接在时间上和相机拍摄频率同步。
Line Rate: 行扫描频率:
2 高端的线扫描相机的概念:
2.1 Cycling Mode, 重复模式:
好处就是,针对在拍摄纵向(传送带方向)有明显规律变化的部件,进行拍摄的不同光源和曝光模式的选择,这样有利于工业生产重复的检测需求。
2.2 HDR 模式,
HDR模式,对拍摄物体采用不同曝光然后融合的方式,提高拍摄的精度,并避免不同材质和重叠下的影响:
2.3 Burst Mode
Burst Mode,系统将采样的行采样频率保持最高,保证每次高速度下的采样精度,同时,只抽取部分的行数据上传给服务器,这样保证了采样检测的需求,同时又降低了系统带宽的需求。
2.4 Multiple ROI,
ROI能够在感兴趣的区域进行定制,比如图中,只关心铁轨的道钉的部分。这样减少系统的数据提取的带宽和存储需求。
2.5 丰富的接口支持:
提高超高速的数据传输接口
提供通用的数据接口访问,方便不同的相机进行系统集成
参考:
线阵相机知识汇总_fantasysolo的博客-CSDN博客_线阵相机
Line scan cameras - Quality right down the line | STEMMER IMAGING (stemmer-imaging.com)
线扫相机 编码器_面阵和线扫工业相机选型_weixin_39560066的博客-CSDN博客
资料:
PowerPoint Presentation (visiononline.org)