关键词:相机、线阵、面阵、镜头
一. 引言
在智能制造与自动化检测领域,工业相机是核心组成部分,线阵觑机与面阵相机的选型逻辑直接决定了系统能否在精度、速度和成本之间取得最优平衡。而常用的相机类型分为面阵相机和线阵相机。
二. 成像原理与差异
关于面阵相机我想大家是很熟悉的,以手机的相机模块为例就是典型的面阵型的相机。面阵相机通过二维感光阵列一次性捕获完整图像,具备实时性强,结构简单的的优势,适合静态或小范围动态检测。
关于线阵相机并非通用型设备,仅在特定场景下使用且需要搭配支持线阵相机的专用采集卡。线阵相机采用单行感光元件,通过物体运动或相机扫描实现图像采集,具有高分辨率、低畸变、行频可调的特点,适合连续流动或大幅画场景。
关键参数差异比对:
| 参数 | 线阵 | 面阵 |
|---|---|---|
| 分辨率 | 横向高,纵向依赖扫描 | 固定 |
| 帧率 | 行频(KHZ) | 帧率(FPS) |
| 畸变控制 | 极低 | 与镜头选择相关 |
| 光敏度 | 较高(长曝光) | 中等(需平衡帧率) |
| 系统复杂度 | 高(需同步控制) | 低(即插即用) |
二. 如何选型
在实际应用中我们不妨先思考下面的三个问题:
- 被测物是静止状态或连续运动状态;
- 视野是否呈现“带状”;
- 单方向精度要求极高 只要上述有一条不满足的情况下则直接选择面阵相机。
线扫相机选型案例:
案例一
对圆柱体的铁桶表面进行缺陷检测,要求将大于指定尺寸的缺陷进行标注。已知该铁桶可控制旋转速度。
分析: 由于铁桶面是曲面,若采用面阵相机则曲面距离相机的距离不固定,在过滤缺陷尺寸这一环节精准计算缺陷的尺寸大小会出现计算尺寸与实际不相符。若采用线阵相机可对铁桶旋转大于或等于360°即可将铁桶表面进行展开获取需要检测的尺寸。
案例二
轨道上的遗物检测。已知小车在轨道上运行,有一相机附着在小车底部,该相机需要对轨道进行检测是否存在异常状态。
分析: 轨道长度远大于小车长度,在小车运动过程中使用线阵相机可对小车运动过程中扫描得到轨道表面状态图;
案例三
传送带上的异常检测。已知通过电机可控制传送带循环运动,为避免生产过程中传送带表面出现异常导致停产,需要使用相机对传送带进行异常检测。
分析: 在生产过程中传送带上有产品在上面,面阵相机无法很好获取画幅中传送带的完整状态。若将线扫相机对传送带的拐角处进行拍照可获取完整传送带画幅。
面阵相机选型案例:
由于面阵相机较为通用,使用的场景也较为多。例如安防类:行人车辆检测、二维码识别、人脸识别、车牌识别。