線掃相機(jī)——機(jī)器視覺(jué)中無(wú)限制物體的檢測(cè)
在機(jī)器視覺(jué)中可靠保障,在檢測(cè)連續(xù)物體或者滾動(dòng)物體時(shí),線掃相機(jī)是最佳的解決方案顯著。通常,它們能提供很高的分辨率開放以來,因?yàn)樗鼈円蠛芨叩乃俣群蛿?shù)據(jù)率占。
一、多條窄帶拼成一幅圖像
線掃相機(jī)只抓取一行作為圖像發(fā)送到電腦提供了有力支撐,主機(jī)電腦將所有的行進(jìn)行組織拼接激發創作。如果不停止抓取,幾乎可以創(chuàng)建一個(gè)無(wú)限大的圖像進一步意見。在印刷行業(yè)增幅最大、紡織、旋轉(zhuǎn)或者移動(dòng)物體的檢測(cè)應(yīng)用時(shí)生產能力,使用線掃相機(jī)標準。
二、詳解線掃相機(jī)
1.線掃相機(jī)的光學(xué)設(shè)計(jì)
(1)相機(jī)—物體關(guān)系
人眼或者標(biāo)準(zhǔn)的照相機(jī)在一個(gè)時(shí)刻獲取一幅圖像堅持好,對(duì)于靜止物體和運(yùn)動(dòng)物體是沒(méi)有區(qū)別的即將展開。同一時(shí)刻,所有的圖像數(shù)據(jù)都會(huì)被收集特性。
線掃相機(jī)需要物體或者相機(jī)運(yùn)動(dòng)傳承,圖像大小一方面取決于相機(jī)的分辨率,另一方面取決于主機(jī)拼接的線數(shù)建言直達。有兩種搭建線掃相機(jī)的方式:
· 相機(jī)靜止多種,物體運(yùn)動(dòng)
· 相機(jī)運(yùn)動(dòng),物體靜止
相機(jī)和物體同時(shí)移動(dòng)不久前,在大多數(shù)場(chǎng)合下沒(méi)有意義用上了。
線掃相機(jī)一次只取圖像的一行,隨著被檢測(cè)物體運(yùn)動(dòng)能力建設,一行接一行地采集可靠保障,因此用線掃相機(jī)采集的一個(gè)2D圖像的每一行都是在不同時(shí)間點(diǎn)采集的。這與面陣相機(jī)來(lái)或者人眼采集圖像在機(jī)器視覺(jué)軟件理解的意義上來(lái)說(shuō)設計標準,是不一樣的開展。
(2)線掃鏡頭
從上到下文件掃描儀對(duì)比,線掃相機(jī)需要鏡頭發揮重要帶動作用,這與面陣相機(jī)是完全相同的意向。但是作為線掃相機(jī),提供很高的分辨率(最高16K/線)文化價值,相機(jī)需要擁有高質(zhì)量鏡頭與合適的MTF形式。
(3)線掃光源
與面陣相機(jī)的不同就是光源的搭建,為了獲取相同的行(物體運(yùn)動(dòng)很快)不斷完善,你必須要照亮一條線數字化,但由于速度很快(一般在us級(jí)別)方便,因此線掃相機(jī)經(jīng)常需要很高亮度的光照(高達(dá)1000000lux)。
2.讀取和抓取
因?yàn)樾酒蛔ト∫恍懈黝I域,相比大的面陣相機(jī)應用領域,讀取這些數(shù)據(jù)就很簡(jiǎn)單了。不管是用CCD還是CMOS技術(shù)都沒(méi)有什么區(qū)別進行培訓,當(dāng)分辨率高且運(yùn)動(dòng)速度很快時(shí)發展機遇,數(shù)據(jù)頻率也是很高的,你需要一個(gè)抓幀器(通常稱為采集卡)來(lái)讀取相機(jī)的數(shù)據(jù)到電腦法治力量。
(1)線掃需要脈沖
使用線掃相機(jī)的一個(gè)決定性的特點(diǎn)就是可以構(gòu)建很大(無(wú)限)的圖像全技術方案。在高頻下,一些非常細(xì)窄的線被拼接到一條線上共享,為了解決這個(gè)問(wèn)題信息化,與運(yùn)動(dòng)物體經(jīng)過(guò)的速度保持同步來(lái)抓取這些線很重要。大多數(shù)場(chǎng)合下生動,與傳送帶集成在一起的脈沖發(fā)生器產(chǎn)生脈沖信號(hào)傳遞到相機(jī)新型儲能。這樣,相機(jī)的線頻率就與物體的速度一致了引人註目。
3.多行線掃相機(jī)
除了上面談到的單線的線掃相機(jī)外設備製造,也有其他線數(shù)的相機(jī):
(1)多行線掃相機(jī)
雙線或者更多線的相機(jī)有更高的同步要求發展需要,增加了物體可能的最大速度攻堅克難,在HDR模式下提高了圖像的動(dòng)態(tài)范圍。
(2)彩色線掃相機(jī)
像大面陣相機(jī)一樣顯示,線掃相機(jī)可以搭配單色或者彩色的芯片雙向互動。RGB的過(guò)濾片作為Bayer模板覆蓋在像素上,或者分布在線上設計能力。這些線分配了特定的顏色品牌,通常在過(guò)濾片的下面。生成的原始圖像作為單色信息傳輸更為一致,然后在采集卡上轉(zhuǎn)換為彩色圖像等形式。
另一種選擇,2條或3條線研究與應用,每條線指定了顏色飛躍,被用于彩色線掃相機(jī)。這種配置的問(wèn)題是作為同一個(gè)像素的顏色不得不考慮對(duì)象相關(guān)的時(shí)間差異全面協議。好處是重要部署,一種顏色的分辨率是芯片的全分辨率。
4.線掃相機(jī)速率和分辨率
就像大面陣相機(jī)一樣工具,線掃相機(jī)的速率由接口決定智慧與合力,通常的接口如GigE 和CameraLink喜愛。速率可以通過(guò)線的水平分辨率(線的總像素個(gè)數(shù))和每秒的線數(shù)計(jì)算出來(lái),表達(dá)為行頻kHz/行/s開放要求。
例子:NCAM2-BLS向好態勢,Camera Link接口:8K,70kHz
每秒采集70,000行迎來新的篇章,如果用在100km/h的傳輸帶和一米寬的物體上共創美好,可以推算出垂直方向的分辨率0.125mm/s,水平方向的分辨率0.514mm/s:
垂直方向:100km/h / 70,000 lines/s=27.78m/s / 70,000 lines/s=0.397mm
水平方向:1m/8000 pix=0.125mm/pix
速度:70,000 lines/s x 8000 pixels=534 MB/s