机器视觉系统中线扫相机选型要点

视觉科技2024-04-30 10:00:00  56

随着科技的发展,工业生产的速度和精度要求越来越高,现如今的机器视觉系统的应用场景中,线扫相机凭借自身高精度和宽画幅的特点得到越来越多视觉工程师和自动化企业的认可。在进行实际的相机选型过程中,如何正确的选择一款合适的相机?我们首先需要了解线扫相机有什么特点?他的工作原理是什么样的?

什么是线扫相机?

线扫相机的工作原理和我们常见的打印机的复印、打印的工作原理类似。通过线扫相机高速的采集,每次采集完一条线后再进行下一条线的采集,全部图像扫描完成之后,再将其拼接成为一张图片。

线扫相机硬件内容

线扫相机除了外部可以直接观测到的机械结构之外,还包括机器视觉和运动控制两个部分。

运动控制部分

由马达、驱动器、运动控制卡或 PLC 以及机械单元等部件构成,该部分的主要作用是保证采集的图像与输送带同步。

机器视觉部分

主要由线扫相机、镜头、光源、图像采集卡和机器视觉软件等部分构成。

除了以上两个部分的内容之外,因为线扫相机扫描获取的图像数据量大,还需要一台高性能的工控机负责运算。

线扫相机视觉部分选型原则

线扫相机的硬件配置通常是按照:相机+采集卡->镜头->光源的顺序进行的。在相机选型开始之前,根据客户的检测精度和速度要求,判断出相机CCD传感器芯片的分辨率和扫描速度,选用和传感器相匹配的相机采集卡。然后根据相机的镜头接口型号和待检样品的视野要求决定镜头的选型,再根据待检样品的现场环境和检测需求确定光源的选型。

线扫相机镜头选型

常见的线阵相机分辨率目前有0.5k、1K、2K、4K、6K、8K、12K、16K 等几种,像素大小有5um、7um、10um、14um 等几种,芯片的大小从 7..168mm到 81.920mm不等。很多相机的接口为 F型,不同的镜头接口对应不同的后背焦,也就决定了镜头的工作距离不一样。

光学放大倍率

在前期准备工作中完成了相机分辨率和像素的确认,就能顺利计算出芯片的尺寸大小等参数。

接口

主要有 C、CS、F、M42x1 、T2、M72x0.75等几种,判断清楚需要使用的相机接口之后,相对应的接口长度也就一目了然。

后背焦

相机接口平面到芯片的距离,这个参数通常由相机生产厂商根据相机光路设计自行设计确定。

光源选型与镜头调试

就线扫相机而言,直接进行采样的工作距离通常只有一个小窄条。调试光源的目的就是保证光源直接照射在这个最亮的窄条与相机芯片要完全平行,否则只能拍到相交叉的一个亮点。同时由于检测物体宽度往往比较宽,对光线的均匀性和直线型的要求更高。为此,视觉工程师通常采用LED灯以确保图像的成像质量。

由于现场环境比较复杂,所以建议先做实验室测试,有了方案之后,再去现场调试,这样会最有把握,也能提高调试效率。

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