工业相机按传感器的结构特性分类,可分为面阵相机与线阵相机两种。其中,面阵相机是以面为单位来进行图像采集,可以一次性获取完整的目标图像,在目标物体的形状、尺寸,位置等方面的应用上发挥着至关重要的成像作用。面阵相机按照其图像传感器的结构或排列方式的不同,分为帧转移、隔列转移、线转移以及全帧转移四种类型,每种类型都有着各自的特点。

面阵相机实现的是像素矩阵拍摄。像素的多少不决定图像的分辨率,但大像素相机可以减少拍摄次数,提高测试速度。而线阵相机顾名思义是呈“线”状的。虽然也是二维图像,有几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。

a)被测视野为细长的带状,多用于滚筒上检测的问题;

b)需要极大的视野或极高的精度。

在第二种情况下需要用激发装置多次激发相机,进行多次拍照,再将拍下的多幅“条”形图象,合并成一张巨大的图。因此,选择线阵型相机,必须配置可以支持线阵型相机的采集卡。一般相机的图象是 400K~1M,而合并后的图象有几个M这么大,在这种情况下,其检测速度自然比较慢,所以线阵相机只用在极特殊的情况下。

在应用方面,面阵相机应用面较广,如面积、形状、尺寸、位置,甚至温度等的测量。而线阵相机主要应用于工业、医疗、科研与安全领域的图象处理。被检测的物体通常匀速运动,利用一台或多台相机对其逐行连续扫描,对其整个表面均匀检测。可以对其图象一行一行进行处理,也可以对由多行组成的面阵图象进行处理。

面阵相机的优点是可以获取二维图像信息,测量图像直观。其缺点是像元总数多,而每行的像元数一般较线阵少,帧幅率受到限制,因此其应用面较广,如面积、形状、尺寸、位置,甚至温度等的测量。由于生产技术的制约,单个面阵的面积很难达到一般工业测量现场的需求。

相对的,线阵相机的优点是一维像元数可以做得很多,而总像元素较面阵相机少,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。当然,其缺点是要用线阵获取二维图像,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每一扫描行的坐标。线阵获取图像获取时间长,测量效率低。另外受扫描运动及相应的位置影响,系统复杂性和成本也有所提升增加。图像精度还可能受扫描运动精度的影响而影响测量精度。

选型方面,一个简单实用的决策原则是“‌静面动线‌”。如果物体是静止的、可以停顿的,或运动速度极慢‌,选择‌面阵相机‌。方案直接、简单、性价比高。如果物体是连续高速运动的带状/片状物料,或需要覆盖超大范围且100%无遗漏检测‌,选择‌线阵相机‌,它是解决此类问题的专精方案。

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