机器视觉技术与应用实战 课件 第二篇-第三章- 2.面阵相机和线阵相机.ppt

2、线扫相机目标应用 主要应用有：印刷制品、大型玻璃、粮食色选、LCD面板检查、PCB检查、钢铁检查、烟草行业、纺织行业等。这些产品共同的特点是：幅面较宽、速度快、精度高、流水线上产品连续性高。 3、如何构建线阵相机检测系统 （1）线阵相机检测系统组成 硬件：处理器（如工控机）、线阵相机、线扫镜头、CameraLink卡、线扫光源、编码器信号、取图触发信号等。 软件：如视觉龙的龙睿Dragon Vision系统。 （2）线阵相机检测系统硬件选型 工控机选型：由于线扫描信息量大，所以需要一台高性能的工控机，配置大容量的内存和硬盘。 《机器视觉技术与应用实战》 《机器视觉技术与应用实战》 《机器视觉技术与应用实战》 《机器视觉技术与应用实战》 《机器视觉技术与应用实战》 《机器视觉技术与应用实战》 《机器视觉技术与应用实战》 《机器视觉技术与应用实战》 《机器视觉技术与应用实战》 《机器视觉技术与应用实战》 《机器视觉技术与应用实战》 * * 面阵相机是以面为单位来进行图像采集的，每次采集的都是一幅矩阵图，一般情况下，工业相机按照芯片类型可以分为CCD相机和CMOS相机。相机按照应用可以分为普通产品和高端产品，1000万像素以下为普通产品，1000万像素以上为高端产品，其应用面较广，可用于面积、形状、尺寸、位置等信息的测量和一维码，二维码，OCR等信息的读取。 面阵相机像源阵列排列，实现的是像素矩阵拍摄。阵列中的每个感光单元对应一个像素，被拍摄的目标的一个面被成像，相机拍摄图像中，目标与相机之间可以是静止的，也可以是相对运动的，可以在短时间内曝光、一次性获取完整的目标图像，具有测量图像直观的优势，常应用于测量目标物体的形状、尺寸等信息，如图所示。 面阵相机工作原理 像素 图片的组成单位，芯片想对应像元产生的图片信息，对应在图片上称为像素。如下图所示最后一幅图中红色框中的格子。 （1）传感器尺寸 指传感器芯片的尺寸大小，传感器尺寸大小主要取决于制造工艺，一般有1英寸、2/3英寸、1/2英寸、1/3英寸、1/4英寸等规格。 （2）分辨率 分辨率是相机最基本的参数，由相机所采用的芯片分辨率决定，是芯片靶面排列的像元数量。通常面阵相机的分辨率用水平和垂直分辨率两个数字表示，如：1280（宽）x 960(高)，前面的数字表示每行的像元数量，即共有1280个像元，后面的数字表示像元的行数，即960行，也就是最常见的130W相机。线阵相机的分辨率通常表示多少K,如1K（1024），2K(2048)，4K(4096)等。在采集图像时，相机的分辨率对图像质量有很大的影响。在对同样大的视场（景物范围）成像时，分辨率越高，对细节的展示越明显。 面阵相机的主要参数 （3）帧率 相机的帧频/行频表示相机采集图像的频率，即相机每秒钟采集多少幅图像。面阵相机通常用帧频表示，单位fps（Frame Per second），如30fps，表示相机在1 秒钟内最多能采集30 帧图像；线阵相机通常用行频表示，单位KHz,如12KHz 表示相机在1 秒钟内最多能采集12000 行图像数据。相机的帧频和行频首先受到芯片的帧频和行频的影响，芯片的设计最高速度则主要是由芯片所能承受的最高时钟决定。 （4）像元尺寸 像元尺寸指芯片像元阵列上每个像元的实际物理尺寸，通常的尺寸包括14um,10um,9um , 7um ,6.45um ,3.75um等，尺寸大小主要取决于制造工艺。像元尺寸从某种程度上反映了芯片的对光的响应能力，像元尺寸越大，能够接收到的光子数量越多，在同样的光照条件和曝光时间内产生的电荷数量越多。对于弱光成像而言，像元尺寸是芯片灵敏度的一种表征 面阵相机的主要参数 （5）像元深度 数字相机输出的数字信号，即像元灰度值，具有特殊的比特位数，称为像元深度。对于黑白相机这个值的方位通常是8-16bit。像元深度定义了灰度由暗道亮的灰阶数。例如，对于8bit的相机0 代表全暗而255 代表全亮。介于0 和25 之间的数字代表一定的亮度指标。10bit 数据就有1024个灰阶而12bit有4096个灰阶。每一个应用我们都要仔细考虑是否需要非常细腻的灰度等级。从8bit上升到10bit 或者12bit 的确可以增强测量的精度，但是也同时降低了系统的速度，并且提高了系统集成的难度（线缆增加，尺寸变大），因此我们也要慎重选择。 思考：分辨率与灰度等级的又如何区分？ 面阵相机的主要参数 （6）触发方式 指相机采集图像的方式，一般有软件触发和硬件触发。 （7）镜头接口 法兰距：安装法兰到入射镜头平行光的汇聚点（焦