關於線線相機、鏡頭、光源的選型，歡迎來電**線掃瞄系統的搭建與選型
隨著機器視覺的大規模普及與工業流水線速度、精度的提高，線掃瞄系統越來越被視覺工程師和終端使用者所認可。
首先，我對線掃瞄系統做乙個大致的介紹。線掃瞄系統用於被測物體和相機之間有相對運動的場合，通過線掃瞄相機高速採集，每次採集完一條線後正好運動到下乙個單位長度，繼續下一條線的採集，這樣一段時間下來就拼成了一張二維的，也就類似於面陣相機採集到的，不同之處是高度可以無限長。接下來通過軟體把這幅「無限長」的截成一定高度的，進行實時處理或放入快取稍後進行處理。
視覺部分，包括線掃瞄相機，鏡頭，光源，圖象採集卡和視覺軟體；
運動控制部分，包括馬達, 馬達驅動器, 運動控制卡或plc，為了保證採集的圖象與輸送帶同步，有時還會需要編碼器。
由於線掃瞄資訊量大，所以需要一台高效能的工控機，配置大容量的記憶體和硬碟，主機板要提供pci、pci-e或pci-x插槽。
一般來說，乙個面陣視覺系統的配置選型是按照這樣的順序進行的。：
相機＋採集卡－>鏡頭－>光源
線陣專案也類似，根據系統的檢測精度和速度要求，確定線陣ccd相機解析度和行掃瞄速度，同時確定對應的採集卡，只是需要選線陣相機鏡頭介面(mount)時同時考慮鏡頭的選型，最後確定光源的選型。
線陣攝像機(線陣工業相機）的選型
計算分辯率:幅寬除以最小檢測精度得出每行需要的畫素
選定相機:幅寬除以畫素數得出實際檢測精度
每秒運動速度長度除以精度得出每秒掃瞄行數
根據以上數值選定相機
如幅寬為1600公釐、精度1公釐、運動速度22000mm/s
相機：1600/1＝1600畫素
最少2000畫素，選定為2k相機
1600/2048＝0.8實際精度
22000mm/0.8mm＝27.5khz
應選定相機為2048畫素28khz相機
線陣鏡頭的選型
為什麼在選相機時要考慮鏡頭的選型呢？常見的線陣相機解析度目前有1k,2k,4k,6k,7k,8k,12k幾種，象素大小有５um,7um,10um,14um幾種，這樣晶元的大小從 10.240mm (1kx10um) 到 86.016mm (12kx7um)不等。很顯然，ｃ介面遠遠不能滿足要求，因為ｃ介面最大只能接 22 mm 的晶元，也就是1.3inch。而很多相機的介面為ｆ，ｍ42x1，m72x0.75等，不同的鏡頭介面對應不同的後背焦(flange distance)，也就決定了鏡頭的工作距離不一樣。
光學放大倍率(β,magnification)
確定了相機解析度和畫素大小，就可以計算出晶元尺寸（sensor size）；晶元尺寸除以視野範圍(fov)就等於光學放大倍率。β=ccd/fov
介面(mount)：
主要有c、m42x1 、f、t2、leica、m72x0.75等幾種，確定了之後，就可知道對應介面的長度。
後背焦(flange distance)
後背焦指相機介面平面到晶元的距離，是乙個非常重要的引數，由相機廠家根據自己的光路設計確定。不同廠家的相機，哪怕是介面一樣，也可能有不同的後背焦。
有了光學放大倍率、介面、後背焦，就能計算出工作距離和節圈長度。選好這些之後，還有乙個重要的環節，就是看mtf值是否足夠好？很多視覺工程師不了解mtf,而對高階鏡頭來說就必須用mtf來衡量光學品質。mtf涵蓋了對比度、解析度、空間頻率、色差等相當豐富的資訊，並且非常詳細地表達了鏡頭中心和邊緣各處的光學質量。不僅只是工作距離、視野範圍滿足要求，邊緣的對比度不夠好，也要重新考慮是否選擇更高解析度的鏡頭。
（下圖為乙個典型的mtf**，橫座標為像高，也就是到影象中心的距離除以影象半徑的百分比；縱座標為影象對比度。共有三組曲線，依次為三種不同解析度的情況下的對比度，每一組又有實線和虛線，實線為半徑方向的對比度，虛線為切線方向的對比度）
線掃瞄線陣光源的選型
線掃瞄專案中，常用的光源有led光源、鹵素燈（光纖光源）、高頻螢光燈。
鹵素燈也叫光纖光源，特點是亮度特別高，但缺點也很明顯--壽命短，只有1000-2000小時左右，需要經常更換燈泡。發光源是鹵素燈泡，通過乙個專門的光學透鏡和分光系統，最後通過光纖輸出，光源功率很大，可高達250瓦。鹵素燈還有乙個名字叫冷光源，因為通過光纖傳輸之後，出光的這一頭是不熱的且色溫穩定，適合用於對環境溫度比較敏感的場合，比如二次元量測儀的照明。用於線掃瞄的鹵素燈，常常在出光口加上玻璃聚光鏡頭，進一步聚焦提高光源亮度。對於較長的線光源，還用幾組鹵素光源同時為一根光纖提供照明。
高頻螢光燈，發光原理和日光燈類似，只是燈管是工業級產品，特點是適合大面積照明，亮度較高，
成本低，但螢光燈最大的缺點是有閃爍、衰減速度快。螢光燈一定需要高頻電源，也就是光源閃爍的頻率遠高於相機採集圖象的頻率（對線掃瞄相機來說就是行掃瞄頻率），消除影象的閃爍。專用的高頻電源可做到60khz。
led光源是目前主流的機器視覺光源。特點是壽命長，穩定性好，功耗非常小。
1，直流供電，無頻閃。
2，專業的led光源壽命非常長。（如美國ai的壽命50000小時亮度不小於50%）
3，亮度也非常高，接近鹵素燈的亮度，並且隨著led工藝的改善不斷提高。（目前美國ai線光源亮度高達90000lux）
3，可以靈活地設計成不同結構的線光源，如直射、帶聚光透鏡、背光、同軸以及類似於碗狀的漫反射線光源。
4，有多種顏色可選，包括紅、綠、藍、白，還有紅外、紫外。針對不同被測物體的表面特徵和材質，選用不同顏色也就是不同波長的光源，獲得更佳的影象。
線掃瞄相機、光源與被測物體之間的角度分析
以玻璃檢測為例，需要檢測的缺陷有：髒點、結石、雜質、氣泡、刮傷，裂紋，破損等，其大致可以分成兩類，一類在玻璃表面的，一類是玻璃內部的。不同的缺陷，在圖象中表現的出的灰度不一樣，有黑的，有白的，也有灰的，並且在不同的光源照射角度或者相機接受角度，缺陷的對比度會變化，如在乙個角度時，某一種缺陷的對比度最好，但其他缺陷可能比較次，甚至根本看不到。這樣也就需要大量的分析、組合，才能確定最後的光源選型和相機、光源和被測物體之間的相對角度。如下圖所示，相機、光源在不同角度安裝，分別測試。
結果發現：
髒點，正面光源或背光都較容易凸現；
結石和雜質，需要正面接近法線的照明或背面穿透照明；
氣泡，形狀不固定，且要分析形成的原因以及方向，採用背面照明；
刮傷和破損，正面低角度照明容易凸現。
裂紋，需要背面側照
而且，以上缺陷並不是獨立的，而是互相影響。統計、分析如下。
綜合以上因素，最後選用背光斜射和正面照射結合，相機接近法線方向安裝。
光源、鏡頭的除錯
線掃瞄系統，對光源和相機來說，有效的工作區域都是乙個窄條。也就是保證光源照在這個最亮的窄條與相機晶元要完全平行，否則只能拍到相交叉的乙個亮點。所以機械安裝、除錯是比較費工夫的。同時由於幅寬比較寬，對於線光源有兩個特別的要求，就是均勻性和直線性。因為線光源不同位置的亮暗差異，會直接影響圖象的亮度高低，這一點led比鹵素燈更好控制。出光部分的直線性，取決於led發光角度的一致性、聚光透鏡的直線性以及線光源外殼的直線性。
由於現場環境比較複雜，客戶總是希望花多一些時間去現場除錯。但如我們前面講到的相機、光源、被測物體的相對角度測試、分析，許多因素會直接影響到檢測效果。所以我們建議先做實驗室測試，有了方案之後，再去現場除錯，這樣會最有把握，也能提高除錯效率。畢竟服務也是一種成本。
線掃瞄系統除了機械結構之外, 其主要組成部分還包括機器視覺和運動控制。
線陣相機鏡頭和光源選型
關於線線相機 鏡頭 光源的選型，歡迎來電 線掃瞄系統的搭建與選型 隨著機器視覺的大規模普及與工業流水線速度 精度的提高，線掃瞄系統越來越被視覺工程師和終端使用者所認可。首先，我對線掃瞄系統做乙個大致的介紹。線掃瞄系統用於被測物體和相機之間有相對運動的場合，通過線掃瞄相機高速採集，每次採集完一條線後正...
相機光源鏡頭選型
物體表面紋理與顏色分析 color and su ce 物體表面是曲面還是平面？物體表面是否光滑？反光是否很強？曲面檢測宜用圓頂光源，光滑平面宜用同軸光源，粗糙平面宜用明視場光源。物體的透光性怎麼樣？分清背景 不需要檢測的 是什麼顏色，前景 需要檢測的 是什麼顏色？前景顏色多變化，宜用彩色光源及白色...
工業相機（面陣和線陣）和鏡頭選型
已知 被檢測物體大小為a b,要求能夠解析度小於c，工作距離為d 1 相機選型步驟 1 相機的最低解析度 a b c c 2 相機在選型時，最好缺陷的面積在3到5個畫素以上，在選擇相機時，相機的最低解析度應大於3 a b c c 2 鏡頭選型步驟 1 計算短邊對應的畫素數e b c，相機長邊和短邊的...