線(xiàn)掃相機的行頻計算方法

網(wǎng)絡(luò )admin2022-09-01

工業(yè)相機 - - 線(xiàn)陣相機

 

一、線(xiàn)陣相機的特點(diǎn)

 

1.線(xiàn)陣相機使用的線(xiàn)掃描傳感器通常只有一行感光單元(少數彩色線(xiàn)陣使用三行感光單元的傳感器)

 

2.線(xiàn)陣相機每次只采集一行圖像

 

3.線(xiàn)陣相機每次只輸出一行圖像

 

4.與傳統的面陣相機相比,面陣掃描每次采集若干行的圖像并以幀方式輸出

 

二、采集速度

 

線(xiàn)陣相機通常用行頻為單位 KHz,如 12KHz 表示相機在 1 秒鐘內最多能采集 12000 行圖像數據

 

三、像元深度

 

像元深度定義了灰度由暗道亮的灰階數,對于 8bit 的相機 0 代表全暗而 255 代表全亮。介于 0 和 255 之間的數字代表一定的亮度指標。10bit 數據就有 1024 個(gè)灰階而 12bit 有 4096 個(gè)灰階。 從 8bit 上升到 10bit 或者 12bit 的確可以增強測量的精度,但是也同時(shí)降低了系統的速度.

 

四、選型

 

1.計算分辨率;幅寬除以最小檢測精度得出每行需要的像素。  

 

2.檢測精度;幅寬除以像素得出實(shí)際檢測精度。

 

3.掃描行數;每秒運動(dòng)速度長(cháng)度除以精度得出每秒掃描行數。

 

根據以上計算結果選擇線(xiàn)陣相機  舉例如下:如幅寬為 1600 毫米,精度 1 毫米,運動(dòng)速度22000mm/s 相機; 分辨率:1600/1=1600 像素,加上寬放,所以最少 2000 像素;選定分辨率為2K; 實(shí)際檢測精度:1600/2000=0.8 ; 掃描行數(行頻):22000mm/0.8mm=27.5KHz 綜合:應選定相機為 2048 像素 ,行頻28kHz 相機;

 

線(xiàn)掃相機的行頻計算方法

 

一,變量的定義

首先設定以下變量:

(1)線(xiàn)陣相機的每線(xiàn)像素數(單位:pixel):Hc

(2)目標物的寬幅(單位:m):Lo

(3)目標物運行速率(單位:m/s):Vo

(4)線(xiàn)陣相機線(xiàn)掃描速率(單位:Hz,即 線(xiàn)/s):Vc

(5)掃描一幀圖像目標物運行的時(shí)間(單位:s):To

(6)掃描一幀圖像線(xiàn)陣相機的掃描時(shí)間(單位:s):Tc

(7)橫向精度(每個(gè)像素代表的實(shí)際寬度):PH

(8)縱向精度(每個(gè)像素掃描的實(shí)際長(cháng)度):PL

 

橫向的掃描精度為:線(xiàn)陣相機的每線(xiàn)像素數/目標物的寬幅 即ph= Hc/( Lo);

 

縱向掃描精度為:

 

[線(xiàn)陣相機線(xiàn)掃描速率(單位:Hz,即 線(xiàn)/s)*掃描一幀圖像線(xiàn)陣相機的掃描時(shí)間(單位:s)]/

 

[目標物運行速率(單位:m/s)*掃描一幀圖像目標物運行的時(shí)間(單位:s)]

 

PL=(Vc×Tc)/( 1pixel×Vo× To)(To=Tc)=(Vc)/( 1pixel×Vo)

 

要想成像條件好,需要橫向分辨率和縱向分辨率相等

 

Lo/Hc=Vo/Vc

 

二,線(xiàn)掃速度的計算

根據“橫向和縱向的分辨率相等”的原則,得到公式如下:Lo/Hc=Vo/Vc

則相機的線(xiàn)掃描速率為:Vc =(Hc ×Vo)/( Lo),其中Hc是線(xiàn)陣相機的每線(xiàn)像素數, Lo目標物的寬幅,Vo目標物運行速率;

 

三,線(xiàn)陣相機的關(guān)鍵參數

 resolution: 像素數, 傳感器上有多少個(gè)像元。

 

 MAX DATA RATE(應該叫相機時(shí)鐘吧): 意思是相機每秒可以采取最大的數據量

 

 Linerate 行頻: 意思是每秒鐘相機最大可以采取多少行影像

比如線(xiàn)掃相機中一行的像素為8192,每秒可以獲得的最大數據量是160Mhz

 

則行頻為:160000000/8192=19000  line/sec

 

也可以理解為:

 

 

 

 四,實(shí)例說(shuō)明

電子銅帶寬度450mm,生產(chǎn)線(xiàn)速度120米/分=120000mm/60s=2000mm/s,需要檢測的最小缺陷是0.2mm;

 

橫向的分辨率的計算選擇線(xiàn)掃相機的分辨率:450/Hc=0.2mm/pixel------->Hc=450/0.2=2250,但是真正的相機拍照,直接達到這和精度是有難度的,所以選型一般是Hc=450/0.2*2=4500,按照相機的分辨率的規律,可以選擇4096像素的線(xiàn)掃相機;

 

縱向的選擇(關(guān)鍵參數是線(xiàn)掃相機的行頻):

 

根據上面的選型可以得到橫向的分辨率:450mm/4096pixel=0.11mm/pixel

 

如果需要行和列的分辨率相等,則需要(2000mm/s)/(0.11mm/pixel)=18181line, 這樣就可以推算出行頻(意思是每秒鐘相機最大可以采取多少行影像)滿(mǎn)足18181line;

 

綜上所述,相機的選型可以為行向分辨率4098,行頻為19000的線(xiàn)掃相機即可。