了解机器视觉中⼯业相机的区别与选型
线阵相机
线阵CCD⼯业相机主要应⽤于⼯业、医疗、科研与安全领域的图象处理。在机器视觉领域中，线阵⼯业相机是⼀类特殊的视觉机器。与⾯阵⼯业相机相⽐，它的传感器只有⼀⾏感光元素，因此使⾼扫描频率和⾼分辨率成为可能。线阵⼯业相机的典型应⽤领域是检测连续的材料，例如⾦属、塑料、纸和纤维等。被检测的物体通常匀速运动 , 利⽤⼀台或多台⼯业相机对其逐⾏连续扫描 , 以达到对其整个表⾯均匀检测。可以对其图象⼀⾏⼀⾏进⾏处理 , 或者对由多⾏组成的⾯阵图象进⾏处理。另外线阵⼯业相机⾮常适合测量场合，这要归功于传感器的⾼分辨率 , 它可以准确测量到微⽶。
1、线阵⼯业相机，机顾名思义是呈“线”状的。虽然也是⼆维图象，但极长，⼏K的长度，⽽宽度却只有⼏个象素的⽽已。⼀般上只在两种情况下使⽤这种相机：⼀、被测视野为细长的带状，多⽤于滚筒上检测的问题。⼆、需要极⼤的视野或极⾼的精度。
2、需要极⼤的视野或极⾼的精度的情况下，需要⽤激发装置多次激发相机，进⾏多次拍照，再将所拍下的多幅“条”形图象，合并成⼀张巨⼤的图。因此，⽤线阵型⼯业相机，必须⽤可以⽀持线阵型⼯业相机的采集卡。线阵型⼯业相机价格贵，⽽且在⼤的视野或⾼的精度检测情况下，其检测速度也慢－－⼀般⼯业相机的图象是 400K～1M，⽽合并后的图象有⼏个M这么⼤，速度⾃然就慢了。
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⼯业相机像素是指这个⼯业相机总共有多少个感光晶⽚，通常⽤万个为单位表⽰，以矩阵排列，例如3百万像素、2百万像素、百万像素、40万像素。百万像素⼯业相机的像素矩阵为W*H=1000*1000。
⼯业相机分辨率，指⼀个像素表⽰实际物体的⼤⼩，um*um表⽰。数值越⼩，分辨率越⾼。
FOV是指⼯业相机实际拍摄的⾯积，以毫⽶×毫⽶表⽰。FOV是由像素多少和分辨率决定的。相同的相机，分辨率越⼤，它的FOV就越⼩。例如1K*1K的相机，分辨率为20um，则他的FOV=1K*20 ×1k*20=20mm ×20mm，如果⽤30um的分辨率，FOV=1K*30×1k*30=30mm×30mm。
在图像中，表现图像细节不是由像素多少决定的，⽽是由分辨率决定的。分辨率是由选择的镜头焦距决定的，同⼀种相机，选⽤不同焦距的镜头，分辨率就不同。如果采⽤20um分辨率，对于1mm*0.5mm的零件，它总共占⽤像素1/0.02
×0.5/0.02＝50×25个像素，如果采⽤30um的分辨率，表⽰同⼀个元件，则有1/0.03×0.5/0.03=33×17个像素，显然20um 的分辨率表现图像细节⽅⾯好过30um的分辨率。
既然像素的多少不决定图像的分辨率（清晰度），那么⼤像素⼯业相机有何好处呢？答案只有⼀个：减少拍摄次数，提⾼测试速度。1个是1百万像素，另1个是3百万像素，清晰度相同（分辨率均为20u
m），第1个相机的FOV是
20mm×20mm＝400平⽅mm，第⼆个相机的FOV是1200平⽅mm，拍摄同⼀个PCB，假设第1个相机要拍摄30个图像，第2个相机则只需拍摄10个图像就可以了。
对于⾯阵CCD来说，应⽤⾯较⼴，如⾯积、形状、尺⼨、位置，甚⾄温度等的测量。⾯阵CCD的优点是可以获取⼆维图像信息，测量图像直观。缺点是像元总数多，⽽每⾏的像元数⼀般较线阵少，帧幅率受到限制，⽽线阵CCD的优点是⼀维像元数可以做得很多，⽽总像元数⾓较⾯阵CCD⼯业相机少，⽽且像元尺⼨⽐较灵活，帧幅数⾼，特别适⽤于⼀维动态⽬标的测量。以线阵CCD在线测量线径为例，就在不少论⽂中有所介绍，但在涉及到图像处理时都是基于理想的条件下，⽽从实际⼯程应⽤的⾓度来讲，线阵CCD图像处理算法还是相当复杂的。
由于⽣产技术的制约，单个⾯阵CCD的⾯积很难达到⼀般⼯业测量对视场的需求。线阵CCD 的优点是分辨⼒⾼，价格低廉，如TCD1501C型线阵CCD，光敏像元数⽬为5 000，像元尺⼨为7 µm×7 µm×7 µm(相邻像元中⼼距)该线阵CCD ⼀维成像长度35 mm，可满⾜⼤多数测量视场的要求，但要⽤线阵CCD获取⼆维图像，必须配以扫描运动，⽽且为了能确定图像每⼀像素点在被测件上的对应位置，还必须配以光栅等器件以记录线阵CCD每⼀扫描⾏的坐标。⼀般看来，这两⽅⾯的要求导致⽤线阵CCD获取图像有以下不⾜：图像获取时间长，测量效率低；由于扫描运动及相应的位置反馈环节的存在，增加了系统复杂性和成本；图像精度可能受扫描运动精度的影响⽽降低，最终影响测量精度。
不只是一场比赛⾯阵相机和镜头选型
⾯阵相机和镜头选型
已知：被检测物体⼤⼩为A*B，要求能够分辨⼩于C，⼯作距为D 解答：
1、计算短边对应的像素数 E = B/C，相机长边和短边的像素数都要⼤于E；
2、像元尺⼨ = 物体短边尺⼨B / 所选相机的短边像素数；
3、放⼤倍率 = 所选相机芯⽚短边尺⼨ / 相机短边的视野范围；
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4、. 可分辨的物体精度 = 像元尺⼨ / 放⼤倍率（判断是否⼩于C）；
5、物镜的焦距 = ⼯作距离 / (1+1 / 放⼤倍率) 单位：mm；
6、像⾯的分辨率要⼤于 1 / (2*0.1*放⼤倍率) 单位：lpmm ；
以上只针对镜头的主要参数进⾏计算选择，其他如畸变、景深环境等，可根据实际要求进⾏选择。
*针对速度和曝光时间的影响，物体是否有拖影
已知：确定每次检测的范围为80mm*60mm，200万像素 CCD 相机(1600*1200)，相机或物体的运动速度为12m/min = 200mm/s 。
曝光时间计算：
1、曝光时间 < 长边视野范围 / (长边像素值 * 产品运动速度)
2、曝光时间 < 80 mm / (1600∗250 mm/s)；3. 曝光时间 < 0.00025s ；
总结：故曝光时间要⼩于 0.00025s ，图像才不会产⽣拖影。
写绿萝的作文线阵相机的选型
1、线阵相机的选择取决于传感器尺⼨和线速度；
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2、确定传感器尺⼨. (瑕疵或⽬标物最少有3 或 4 个像素)；
3、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)；
4、为了确定相机的线速率，需要图像像素尺⼨和产品速度；
5、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；
退烧药6、可以使⽤Piranha2 8k 18khz 相机 (或 2 Spyder3 4k 18khz 相机)。
线阵相机的同步
菠菜饼1、⽤编码器（线触发输⼊）同步线阵相机和运动产品。
2、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”。
3、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
4、⼀个轮⼦是安装旋转编码器可以得到此频率。
5、例如：每转⼀周编码器给出1024个脉冲，周长= 脉冲数 * 像素尺⼨1024 x 0.001465 = 1.5” （周长）。
6、也可以⽤⼀个可编程的编码器。
end
