线扫描相机的原理及应用 ppt课件
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
10 PPT课件
2.为什么要使用线扫描系统
• 线阵相机与面阵相机的区别
面阵相机
一帧图像
面阵相机的芯片组成
11 PPT课件
2.为什么要使用线扫描系统
• 线阵相机与面阵相机的区别
线扫描相机
由许多帧图像组成
12 PPT课件
2.为什么要使用线扫描系统
• 线阵相机
VS
面阵相机
•线扫描传感器通常有1或2行的像素 •垂直大小不受传感器尺寸限制 •下一行时被以前的线转移（并联） •水平分辨率高达16384像素 •数据速率为1179兆赫 •需要移动产品或相机
线阵相机
7 PPT课件
线阵相机也称线扫描相机，线阵CCD 工业相机的传感器仅是由一行或者多 行感光芯片构成的，拍照时需要通过 机械运动，行成相对运动，才能得到 想要的图像。
相机的分辨率
• 相机能够捕捉到的细节度称为分辨率，用 像素来衡量。相机的像素越多，能够拍摄 的细节就越多，照片也就可以越大而不变 得模糊或产生“颗粒”。
• 面阵相机常见的分辨率包括：
640 X 480, 1024 X 768, 1280 X 960,1600 X 1200 等等
• 线阵相机常见的分辨率包括：
1k, 2k, 4k, 8k,12k, 16k 等等
8 Байду номын сангаасPT课件
黑白和彩色相机
1. 目前绝大部分的视觉应用都是用的 黑白相机
2. 黑白相机的成像原理 3. 彩色相机的成像原理
线扫描相机的原理及应用
内容简介
1.数字相机成像原理
•什么是线扫描相机 •相机参数及常用术语介绍
2.为什么要使用线阵相机
•线阵相机与面阵相机的区别 •线扫描系统的组成 •如何选择线扫描及其同步
3.怎样使用线阵相机
•Teledyne DALSA线阵相机的使用 •使用线阵相机需要注意的方面
4.应用案例
2 PPT课件
光结束后，通过光电转换，就形成了我们所熟 悉的照片。
面阵相机和线阵相机
1. 什么是面阵相机 数码相机 帧率， 分辨率
2. 什么是线阵相机 传真机， 扫描仪 行频， 分辨率 柱状物体，大幅面，运动
5 PPT课件
面阵相机
6 PPT课件
普通面阵相机及日常用的数码 相机芯片都是面阵的，长方形 的，所以当我们拍照的时候， 得到的是一张方形的图片
14 PPT课件
2.为什么要使用线扫描系统
• 效率
同样是前面的例子。 如果使用多台面阵相机检测，
首先要考虑相机的安装位置， 其次每台相机要配备相同的光 源，最重要的是每台相机需要 标定，最后每台相机的数据需 要汇总后再处理。 如果使用线阵相机，只需要1台 相机和相应的光源，对一台相 机进行标定，对一台相机的数 据进行处理。
2.为什么要使用线扫描系统
•线扫描相机的同步
•用编码器（线触发输入）同步线阵相机和运动产品。 •单个像素是个正方形.每个像素宽度需要一个编码器脉冲。如果给的脉 冲少了，图像中会缺少部分产品信息。如果脉冲给多了，则产品图像过 多看着像被“拉伸”。
•例如: 图像像素尺寸= 0.001465” 速度20”/秒 编码器脉冲频率= 20/0.001465 = 13,654 •一个轮子是安装旋转编码器可以得到此频率
• 为了确定相机的线速率，需要图像像素尺寸和产品速度。 •例如: FOV = 12”, 速度 20”/秒, 8k 相机
图像像素尺寸= FOV/ 传感器尺寸 12/8192 = 0.001465” 需要的最低线速度: 20/0.001465 = 13,654
• 可以使用Piranha2 8k 18khz 相机 (或 2 Spyder3 4k 18khz 相机) 17 PPT课件
面阵相机有多行像素通常为4 / 3 •垂直大小受传感器尺寸限制 •获取新的图像–限制于帧速率 •水平分辨率高达5344像素 •数据速率为760兆赫 •产品可以是固定的
13 PPT课件
2.为什么要使用线扫描系统
• 成本 以IPAD MINI为例。假设 精度为0.01mm。 如果使用500W像素的面 阵相机（2500X2000） 检测其外观尺寸，按照 一个像素代表0.01mm来 计算，至少需要56台相 机。 如果使用16K像素的线阵 相机，则只需要1台相 机。
16 PPT课件
2.为什么要使用线扫描系统
•如何选择线扫描相机
•线阵相机的选择取决于传感器尺寸和线速度
•确定传感器尺寸. (瑕疵或目标物最少有3 或 4 个像素)
•例如: FOV = 12”, 最小检测尺寸= 0.005” (FOV/检测尺寸) x (最少像素个数) 12/.005 x 3 = 7200 pixels (8K 相机 或 2个4K相机)
3 PPT课件
数字相机的成像原理
4 PPT课件
CCD是电荷耦合器件的缩写，是相机里的 一个重要部件
用一个形象的比喻来说明，CCD的结构中 每个像素就像一个个的小桶，光线就象雨滴 撒入各个小桶，每个小桶就是一个像素。按下 快门拍照的过程，就是相机在一定的曝光时 间中，像素的“小桶” 收集“光滴”的过程，曝
9 PPT课件
相机的接口
相机的常用接口分为多种： 1. GigE: 100MB/s ，100m 2. USB: 60MB/S(u)， 5m 3. IEEE1394: 80MB/s (1394b), 4.5m 4. CameraLink: 680MB/s, 15m
各种接口的数据传输量不同，稳定性不同
1.数字相机成像原理
a) 光线透过镜头投射到感光元件表层； b) 光线被感光元件表层上滤镜分解成不同
的色光； c) 色光被各滤镜相对应的感光单元感知，
并产生不同强度的模拟电流信号，再由 感光元件的电路将这些信号收集起来； d) 模拟信号通过数模转换器转换成为数字 信号，再由 DSP对这些信号进行处理， 还原成为数字影象； e) 数字影象再被传输到存储卡上保存起来
15 PPT课件
2.为什么要使用线扫描系统
• 线扫描系统的组成 线扫描系统除了控制和分析的主机系统及固定用的机械 机构外, 主要分为视觉及运动控制两大部分。 视觉部分主要组件包括:线阵相机(Line-scan camera), 镜头(Lens), 光源(Lighting), 影像采集卡(Frame Grabber)。 运动控制的部份包括:马达, 马达驱动器,旋转编码器， 运动控制卡或PLC, 有时会搭配传感器(Sensor)做触发。
2.为什么要使用线扫描系统
• 线阵相机与面阵相机的区别
面阵相机
一帧图像
面阵相机的芯片组成
11 PPT课件
2.为什么要使用线扫描系统
• 线阵相机与面阵相机的区别
线扫描相机
由许多帧图像组成
12 PPT课件
2.为什么要使用线扫描系统
• 线阵相机
VS
面阵相机
•线扫描传感器通常有1或2行的像素 •垂直大小不受传感器尺寸限制 •下一行时被以前的线转移（并联） •水平分辨率高达16384像素 •数据速率为1179兆赫 •需要移动产品或相机
线阵相机
7 PPT课件
线阵相机也称线扫描相机，线阵CCD 工业相机的传感器仅是由一行或者多 行感光芯片构成的，拍照时需要通过 机械运动，行成相对运动，才能得到 想要的图像。
相机的分辨率
• 相机能够捕捉到的细节度称为分辨率，用 像素来衡量。相机的像素越多，能够拍摄 的细节就越多，照片也就可以越大而不变 得模糊或产生“颗粒”。
• 面阵相机常见的分辨率包括：
640 X 480, 1024 X 768, 1280 X 960,1600 X 1200 等等
• 线阵相机常见的分辨率包括：
1k, 2k, 4k, 8k,12k, 16k 等等
8 Байду номын сангаасPT课件
黑白和彩色相机
1. 目前绝大部分的视觉应用都是用的 黑白相机
2. 黑白相机的成像原理 3. 彩色相机的成像原理
线扫描相机的原理及应用
内容简介
1.数字相机成像原理
•什么是线扫描相机 •相机参数及常用术语介绍
2.为什么要使用线阵相机
•线阵相机与面阵相机的区别 •线扫描系统的组成 •如何选择线扫描及其同步
3.怎样使用线阵相机
•Teledyne DALSA线阵相机的使用 •使用线阵相机需要注意的方面
4.应用案例
2 PPT课件
光结束后，通过光电转换，就形成了我们所熟 悉的照片。
面阵相机和线阵相机
1. 什么是面阵相机 数码相机 帧率， 分辨率
2. 什么是线阵相机 传真机， 扫描仪 行频， 分辨率 柱状物体，大幅面，运动
5 PPT课件
面阵相机
6 PPT课件
普通面阵相机及日常用的数码 相机芯片都是面阵的，长方形 的，所以当我们拍照的时候， 得到的是一张方形的图片
14 PPT课件
2.为什么要使用线扫描系统
• 效率
同样是前面的例子。 如果使用多台面阵相机检测，
首先要考虑相机的安装位置， 其次每台相机要配备相同的光 源，最重要的是每台相机需要 标定，最后每台相机的数据需 要汇总后再处理。 如果使用线阵相机，只需要1台 相机和相应的光源，对一台相 机进行标定，对一台相机的数 据进行处理。
2.为什么要使用线扫描系统
•线扫描相机的同步
•用编码器（线触发输入）同步线阵相机和运动产品。 •单个像素是个正方形.每个像素宽度需要一个编码器脉冲。如果给的脉 冲少了，图像中会缺少部分产品信息。如果脉冲给多了，则产品图像过 多看着像被“拉伸”。
•例如: 图像像素尺寸= 0.001465” 速度20”/秒 编码器脉冲频率= 20/0.001465 = 13,654 •一个轮子是安装旋转编码器可以得到此频率
• 为了确定相机的线速率，需要图像像素尺寸和产品速度。 •例如: FOV = 12”, 速度 20”/秒, 8k 相机
图像像素尺寸= FOV/ 传感器尺寸 12/8192 = 0.001465” 需要的最低线速度: 20/0.001465 = 13,654
• 可以使用Piranha2 8k 18khz 相机 (或 2 Spyder3 4k 18khz 相机) 17 PPT课件
面阵相机有多行像素通常为4 / 3 •垂直大小受传感器尺寸限制 •获取新的图像–限制于帧速率 •水平分辨率高达5344像素 •数据速率为760兆赫 •产品可以是固定的
13 PPT课件
2.为什么要使用线扫描系统
• 成本 以IPAD MINI为例。假设 精度为0.01mm。 如果使用500W像素的面 阵相机（2500X2000） 检测其外观尺寸，按照 一个像素代表0.01mm来 计算，至少需要56台相 机。 如果使用16K像素的线阵 相机，则只需要1台相 机。
16 PPT课件
2.为什么要使用线扫描系统
•如何选择线扫描相机
•线阵相机的选择取决于传感器尺寸和线速度
•确定传感器尺寸. (瑕疵或目标物最少有3 或 4 个像素)
•例如: FOV = 12”, 最小检测尺寸= 0.005” (FOV/检测尺寸) x (最少像素个数) 12/.005 x 3 = 7200 pixels (8K 相机 或 2个4K相机)
3 PPT课件
数字相机的成像原理
4 PPT课件
CCD是电荷耦合器件的缩写，是相机里的 一个重要部件
用一个形象的比喻来说明，CCD的结构中 每个像素就像一个个的小桶，光线就象雨滴 撒入各个小桶，每个小桶就是一个像素。按下 快门拍照的过程，就是相机在一定的曝光时 间中，像素的“小桶” 收集“光滴”的过程，曝
9 PPT课件
相机的接口
相机的常用接口分为多种： 1. GigE: 100MB/s ，100m 2. USB: 60MB/S(u)， 5m 3. IEEE1394: 80MB/s (1394b), 4.5m 4. CameraLink: 680MB/s, 15m
各种接口的数据传输量不同，稳定性不同
1.数字相机成像原理
a) 光线透过镜头投射到感光元件表层； b) 光线被感光元件表层上滤镜分解成不同
的色光； c) 色光被各滤镜相对应的感光单元感知，
并产生不同强度的模拟电流信号，再由 感光元件的电路将这些信号收集起来； d) 模拟信号通过数模转换器转换成为数字 信号，再由 DSP对这些信号进行处理， 还原成为数字影象； e) 数字影象再被传输到存储卡上保存起来
15 PPT课件
2.为什么要使用线扫描系统
• 线扫描系统的组成 线扫描系统除了控制和分析的主机系统及固定用的机械 机构外, 主要分为视觉及运动控制两大部分。 视觉部分主要组件包括:线阵相机(Line-scan camera), 镜头(Lens), 光源(Lighting), 影像采集卡(Frame Grabber)。 运动控制的部份包括:马达, 马达驱动器,旋转编码器， 运动控制卡或PLC, 有时会搭配传感器(Sensor)做触发。