线扫描相机简介

线扫描相机简介

基本原理：

• 功能与应用
• 设置线扫描相机系统
• 选择正确的相机界面

什么是线扫描相机？

线扫描相机是在许多工业环境中使用的半导体相机。 根据类型的不同，单个光敏线传感器最多可包含22800个像素（像素）。 入射在传感器上的光能被转换成电信号以在照相机内进行数字化。

A / D转换器以8位分辨率将每个像素的输出电压传输到256个亮度级别之一，以12位分辨率将其传输到4096个亮度级别。

彩色线扫描相机为红色，绿色和蓝色提供三个单独的线信号，每个像素3 x 8位或3 x 12位。 根据要求，例如通过数字接口，数字化的输出信号通过各种接口传送到计算机。 千兆以太网或USB 3.0。

线扫描相机的优点包括

l  高达8160像素（单色）或3 x 7600像素（彩色RGB）的高光学分辨率

l  高达54 kHz线路频率的高速

l  灵活的线扫描参数设置

l  每条线的同步以及帧的触发

l  当聚焦在圆柱物体的顶峰上时，线扫描相机在旋转过程中可提供清晰，无失真的外表面图像

l  灵活的图像高度，每个图像1至64000行

l  连续扫描无限制的材料，例如箔纸或纸张，没有时间限制。

创建图像

线扫描相机产生的图像是一维的，表示在线传感器当前位置捕获的对象的亮度轮廓。 通过执行物体或摄像机的扫描运动来生成二维图像，在此过程中，各个线信号被传输到计算机，并一维地组装成2D图像。

改善图像只有通过线扫描相机，高分辨率镜头，适当的照明设备和精密的电机单元（旋转或直线驱动器或传送带）的适当组合，才能实现高图像质量。 为了使所有比例的图像都正确，扫描速度和图像采集过程必须高度同步，这可以通过将传输速度调整为相机的行频来最轻松地实现。然而，实际上，通常是传输速度和图像分辨率受到限制，这些预定义了线频和线摄像机的最终选择。

在恒定的传输速度下，例如在检查传送带上的物体时，可以允许线扫描摄像机以自由运行模式运行。 在速度波动或运动不一致的情况下，需要线扫描摄像机的外部触发。 触发脉冲，例如 与编码器的距离相等，且与运动速度无关，因此在恒定的行驶距离后将触发摄像机。

     这种精确的同步保证了图像具有可再现的分辨率和正确的宽高比。

可以针对给定的物体速度vo和场宽FOV，传感器长度S和像素宽度w计算线频率fL

     (1)

2D图像的产生需要线相机传感器与物体传输速度的精确同步。

线扫描相机应用

通常，可以将应用程序分为一维或二维测量任务。

对于一维应用，测量结果是从单个线扫描的像素信息中提取的。 二维图像的测量需要移动物体或线传感器。

相机应用：

一维

l  信号产生：单线扫描

l  示例：宽度，杆直径，边缘位置，玻璃厚度的测量。

二维

l  几次线扫描被组合以产生2D图像（帧）

l  实例：表面检查，连续织带检查，纹理分析，扫描。