[转]线扫相机-选型与参数计算

目录

• 线扫相机的选型
• 线扫相机的FOV计算
• 线扫相机的纵向精度计算
• 线扫相机行频计算
  • 变量的定义
• 线扫速度的计算
• 线阵相机的关键参数
• 实例说明

原文链接：【线扫相机】-选型与参数计算

线扫相机的选型#

线阵相机选型的基本步骤如下：

• 1.计算分辨率：幅宽/最小检测精度=每行需要的像素
• 2.确定像素精度：幅宽/像素数=像素精度
• 3.确定行频：每秒运动速度/像素精度=理想行频
• 4.根据分辨率与行频，选定相机

计算实例：

• 如幅宽为1800毫米、客户要求精度1毫米、运动速度25000mm/s
• 相机：1800/1＝1800像素，最少2000像素，选定为2k相机。如想提高清晰度，则可用2-5个像素表达1mm，则在现有像素值上乘以2-5倍。
• 像素精度：1800/2048＝0.9
• 理想行频：25000mm/0.9mm＝27.8KHz
• 选择实际行频大于27.8KHz的2K相机即可

线扫相机的FOV计算#

线阵的视场范围是一维的，即只有宽度信息。线阵的视场宽度和所选择的镜头焦距是相关的，线阵的视场宽度的计算公式如下：

Field of view (FOV) = [pixel cell size] x [number of pixels] x [working distance] / [focal length]

例如，某线阵摄像机Sensor上的像素物理尺寸（宽度）是10um，摄像机的分辨率是2048 个像素，镜头距离被测 物体的距离是160mm，使用的镜头焦距是55mm，那么该情况下的视场宽度是：

FOV = 10um x (1/1000mm) x 2048 pixels x 160mm / 55mm = 59.58mm
注：10um x (1/1000mm)为单位换算。

原文链接：https://blog.csdn.net/liubing8609/article/details/85490524

线扫相机的纵向精度计算#

纵向精度与线阵摄像机的工作行频、被测物体（或摄像机）运动的速度相关，图像高度方向的像素精度计算公式如下：

图像纵向精度（mm/pixel）= 物体运动速度（mm/s）/线阵摄像机工作行频（Hz）

例：DALSA PC-30-04k80的最高工作行频是19.5kHz，拍摄的 传送带上的物体运动速度是150m/min，则使用该线阵摄像机 拍摄时在图像高度方向上的可得到最高精度是

[150000mm/60s] / 19.5kHz = 0.12 mm；

既在图像的高度方向上，每个像素代表实际长度是0.12mm

原文链接：https://blog.csdn.net/liubing8609/article/details/85490524

线扫相机行频计算#

变量的定义#

首先设定以下变量：

• （1）Hc：线阵相机的每线像素数（单位：pixel）
• （2）Lo：目标物的宽幅（单位：mm）
• （3）Vo：目标物运行速率（单位：mm/s）
• （4）Vc：线阵相机线扫描速率（单位：Hz，即 线/s）
• （5）To：扫描一帧图像目标物运行的时间（单位：s）
• （6）Tc：扫描一帧图像线阵相机的扫描时间（单位：s）
• （7）PH：横向精度（每个像素代表的实际宽度 单位：mm）
• （8）PL：纵向精度（每个像素扫描的实际长度 单位：mm）

横向的扫描精度为：线阵相机的每线像素数/目标物的宽幅 即ph= Hc/( Lo)；

纵向扫描精度为：线阵相机单位时间内扫描的线数/目标单位时间内运动的距离，其中

线阵相机单位时间内扫描的线数=线阵相机线扫描速率 * 扫描一帧图像线阵相机的扫描时间
目标单位时间内运动的距离=目标物运行速率 * 扫描一帧图像目标物运行的时间

PL=(Vc × Tc)/(Vo × To)
To=Tc，则：PL=Vc/Vo

要想成像条件好，需要横向分辨率和纵向分辨率相等：
Lo/Hc=Vo/Vc

线扫速度的计算#

根据“横向和纵向的分辨率相等”的原则，得到公式如下：Lo/Hc=Vo/Vc 。
则相机的线扫描速率为：Vc =(Hc ×Vo)/Lo，其中Hc是线阵相机的每线像素数， Lo目标物的宽幅，Vo目标物运行速率。

线阵相机的关键参数#

• resolution: 像素数， 传感器上有多少个像元。
• MAX DATA RATE： 相机每秒可以采取最大的数据量。
• Linerate 行频： 每秒钟相机最大可以采取多少行影像

比如线扫相机中一行的像素为8192，每秒可以获得的最大数据量是160Mhz（Max Data Rate），则行频为：
160000000/8192=19000 line/sec →即19kHz

也可以理解为：每秒钟最大可以取像19000行，横向为8192pixel,纵向为19000pixel,1秒钟取得的这幅图像大小大概为160M。

实例说明#

电子铜带宽度450mm,生产线速度120米/分=120000mm/60s=2000mm/s，需要检测的最小缺陷是0.2mm，选型过程如下：

• 横向的分辨率的计算选择线扫相机的分辨率：450/Hc=0.2mm/pixel，可得Hc=450/0.2=2250；

• 真正的相机拍照直接达到这个精度是有难度的，所以选型一般是预留HC的1.5-2倍的余量，故Hc=450/0.2*2=4500；

• 按照相机的分辨率的规律，可以选择4096像素的线扫相机；

• 纵向的选择（关键参数是线扫相机的行频）根据上面的选型可以得到横向的分辨率：450mm/4096pixel=0.11mm/pixel；

• 如果需要行和列的分辨率相等，则需要(2000mm/s)/(0.11mm/pixel)=18181line, 这样就可以推算出行频（每秒钟相机最大可以采取多少行影像）满足18181line；

综上所述，相机的选型可以为行向分辨率4098，行频为19000的线扫相机即可。