工業(yè)面陣相機(jī)和線陣相機(jī)的應(yīng)用對(duì)比和選型

面陣相機(jī)，與大家平時(shí)使用的手機(jī)上的相機(jī)，單反相機(jī)類似，其感光芯片都是一個(gè)面。而線陣相機(jī)，其感光芯片則是一條線。

為何會(huì)有對(duì)線陣相機(jī)的需求呢？面陣相機(jī)和線陣相機(jī)的區(qū)別是什么？

面陣相機(jī)與線陣相機(jī)的區(qū)別

面陣相機(jī)，使用的是面陣CMOS芯片，拍出來(lái)的圖片可直接使用。

線陣相機(jī)，使用的是線陣CMOS芯片，每次拍出來(lái)的圖片，寬度方向，只有幾個(gè)像素（通常是1個(gè)，2個(gè)，4個(gè)，最多可至16個(gè)），因此線陣相機(jī)拍出來(lái)的圖片不能直接用，需要一行一行的拼接起來(lái)，成為一幅完整的圖像。

應(yīng)用對(duì)比

面陣相機(jī)：應(yīng)用面較廣，如面積、形狀、尺寸、位置，甚至溫度等的測(cè)量。

線陣相機(jī)：主要應(yīng)用于工業(yè)、醫(yī)療、科研與安全領(lǐng)域的圖象處理。典型應(yīng)用領(lǐng)域是檢測(cè)連續(xù)的材料，例如金屬、塑料、紙和纖維等。

被檢測(cè)的物體通常勻速運(yùn)動(dòng)?,?利用一臺(tái)或多臺(tái)相機(jī)對(duì)其逐行連續(xù)掃描?,?以達(dá)到對(duì)其整個(gè)表面均勻檢測(cè)?？梢詫?duì)其圖象一行一行進(jìn)行處理?,?或者對(duì)由多行組成的面陣圖象進(jìn)行處理。

另外線陣相機(jī)非常適合測(cè)量場(chǎng)合，這要?dú)w功于傳感器的高分辨率，它可以準(zhǔn)確測(cè)量到微米。

優(yōu)點(diǎn)對(duì)比

面陣相機(jī)：可以獲取二維圖像信息，測(cè)量圖像直觀。

線陣相機(jī)：一維像元數(shù)可以做得很多，而總像元素較面陣相機(jī)少，而且像元尺寸比較靈活，幀幅數(shù)高，特別適用于一維動(dòng)態(tài)目標(biāo)的測(cè)量。而且線陣分辨率高，價(jià)格低廉，可滿足大多數(shù)測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)要求。

缺點(diǎn)對(duì)比

面陣相機(jī)：

像元總數(shù)多，而每行的像元數(shù)一般較線陣少，幀幅率受到限制，因此其應(yīng)用面較廣，如面積、形狀、尺寸、位置，甚至溫度等的測(cè)量。

由于生產(chǎn)技術(shù)的制約，單個(gè)面陣的面積很難達(dá)到一般工業(yè)測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)的需求。

線陣相機(jī)：

要用線陣獲取二維圖像，必須配以掃描運(yùn)動(dòng)，而且為了能確定圖像每一像素點(diǎn)在被測(cè)件上的對(duì)應(yīng)位置，還必須配以光柵等器件以記錄線陣每一掃描行的坐標(biāo)。

一般看來(lái)，這兩方面的要求導(dǎo)致用線陣獲取圖像有以下不足：圖像獲取時(shí)間長(zhǎng)，測(cè)量效率低；由于掃描運(yùn)動(dòng)及相應(yīng)的位置反饋環(huán)節(jié)的存在，增加了系統(tǒng)復(fù)雜性和成本；圖像精度可能受掃描運(yùn)動(dòng)精度的影響而降低，最終影響測(cè)量精度。

線陣相機(jī)與面陣相機(jī)的選型

首先了解一下線掃描系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)一般可用于被測(cè)物體和相機(jī)之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的場(chǎng)合，通過(guò)線掃描相機(jī)高速采集，每次采集完一條線后正好運(yùn)動(dòng)到下一個(gè)單位長(zhǎng)度，繼續(xù)下一條線的采集，這樣一段時(shí)間下來(lái)就拼成了一張二維的圖片，也就類似于面陣相機(jī)采集到的圖片，不同之處是高度可以無(wú)限長(zhǎng)。

接下來(lái)通過(guò)軟件把這幅“無(wú)限長(zhǎng)”的圖片截成一定高度的圖片，進(jìn)行實(shí)時(shí)處理或放入緩存稍后進(jìn)行處理。

視覺(jué)部分，包括線掃描相機(jī)，鏡頭，光源，圖象采集卡和視覺(jué)軟件；

運(yùn)動(dòng)控制部分，包括馬達(dá), 馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器, 運(yùn)動(dòng)控制卡或PLC，為了保證采集的圖象與輸送帶同步，有時(shí)還會(huì)需要編碼器。

由于線掃描信息量大，所以需要一臺(tái)高性能的工控機(jī)，配置大容量的內(nèi)存和硬盤，主板要提供PCI、PCI-E或PCI-X插槽。

一般來(lái)說(shuō)，一個(gè)面陣視覺(jué)系統(tǒng)的配置選型是按照這樣的順序進(jìn)行的。

相機(jī)＋采集卡－>鏡頭－>光源

線陣項(xiàng)目也類似，根據(jù)系統(tǒng)的檢測(cè)精度和速度要求，確定線陣CCD相機(jī)分辨率和行掃描速度，同時(shí)確定對(duì)應(yīng)的采集卡，只是需要選線陣相機(jī)鏡頭接口(mount)時(shí)同時(shí)考慮鏡頭的選型，最后確定光源的選型。

審核編輯：郭婷