目(mu)前(qian)市場上共有(you)兩(liang)種類型(xing)的(de)采(cai)集方法可用于采(cai)集物體的(de)圖(tu)(tu)像(xiang)：面(mian)(mian)陣(zhen)掃(sao)描(miao)和(he)線(xian)掃(sao)描(miao)。最(zui)常見的(de)2D機(ji)(ji)(ji)器(qi)視(shi)覺系統(tong)使用面(mian)(mian)陣(zhen)掃(sao)描(miao)相(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji)，此類相(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji)在采(cai)集圖(tu)(tu)像(xiang)時(shi)需要(yao)曝光完整的(de)像(xiang)素矩陣(zhen)。相(xiang)(xiang)比之下，線(xian)掃(sao)描(miao)相(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji)包含(han)單行像(xiang)素，其通(tong)過逐個(ge)像(xiang)素線(xian)構(gou)建(jian)最(zui)終的(de)2D圖(tu)(tu)像(xiang)。

構建線掃描(miao)圖像需(xu)要相機(ji)與物體之間保持相對運動(dong)，通常為沿著輸送(song)帶或旋(xuan)轉軸運動(dong)。當物體移(yi)動(dong)經(jing)過(guo)相機(ji)面前時，相機(ji)將采集一個新(xin)的像素線。

視覺(jue)處理器(qi)或圖(tu)(tu)像采集卡(ka)上(shang)的(de)軟(ruan)件將存儲每個像素(su)線，然后將像素(su)數據重(zhong)新構建(jian)為最終的(de)2D圖(tu)(tu)像。這種(zhong)獨(du)特的(de)圖(tu)(tu)像采集過程擅長于采集輸(shu)送帶上(shang)快速移動的(de)離散(san)元件的(de)圖(tu)(tu)像，檢測柱形物(wu)(wu)體的(de)所有側面，以(yi)及(ji)構建(jian)超(chao)大物(wu)(wu)體的(de)圖(tu)(tu)像。

文件掃(sao)描儀、復印機和(he)傳真(zhen)機等將文件掃(sao)描到存儲(chu)器中(zhong)的商用設備采用線掃(sao)描技術(shu)(shu)，制造和(he)物流領域的生產(chan)線和(he)分(fen)銷線也是如此，它們依靠這種(zhong)特殊技術(shu)(shu)快速(su)采集(ji)高(gao)分(fen)辨率圖像，用于執行復雜元件的檢測。

面陣(zhen)掃描相(xiang)機照亮(liang)(liang)物(wu)體(ti)，并(bing)采(cai)集所(suo)有曝光(guang)的像(xiang)素以(yi)構建(jian)圖像(xiang)。相(xiang)比之(zhi)下，線掃描相(xiang)機點亮(liang)(liang)并(bing)逐個線條(tiao)采(cai)集像(xiang)素。

由于線掃(sao)描成像(xiang)儀(yi)可提(ti)供500-8,000像(xiang)素/線條(tiao)(tiao)的(de)(de)分辨率(lv)，有些(xie)甚(shen)至能夠跟上(shang)67,000個線條(tiao)(tiao)/秒的(de)(de)高速線條(tiao)(tiao)采集速率(lv)，最新(xin)一代線掃(sao)描相機可提(ti)供以前需要(yao)一組高分辨率(lv)視(shi)覺成像(xiang)儀(yi)才能解決的(de)(de)應用所(suo)需的(de)(de)所(suo)有性(xing)能。

這些屬性使線(xian)掃(sao)描相機成為(wei)了在連續或(huo)離散“卷筒”表面檢(jian)測應(ying)用(yong)中采(cai)集目標物(wu)(wu)體圖像(xiang)的理想選擇，比如塑料、織物(wu)(wu)、金屬或(huo)紙(zhi)張(zhang)。

線掃描相機(ji)還可以“展開”柱形(xing)物體，以采集它們的(de)整個表面區域。同時，此技(ji)術還適用于(yu)一些(xie)需要高分辨率成像以實現精(jing)確(que)測量和(he)(he)缺陷檢測的(de)較(jiao)大物體，比如平板(ban)顯示器(qi)、太(tai)陽能電池和(he)(he)汽車零部件(jian)。

由于(yu)線掃描(miao)系統只(zhi)需查看目(mu)標(biao)物體(ti)的一小部分來(lai)采集每個(ge)線條，它們無需目(mu)標(biao)物體(ti)提供(gong)較(jiao)大的無遮擋視場。出于(yu)此原因(yin)，它們非常(chang)適用于(yu)視場或安裝(zhuang)空間有限的裝(zhuang)置。

系統組件

線(xian)掃(sao)描(miao)視覺(jue)系(xi)統(tong)(tong)可以(yi)配置(zhi)線(xian)掃(sao)描(miao)相機(ji)和(he)運行機(ji)器視覺(jue)軟(ruan)件(jian)的(de)(de)PC或(huo)視覺(jue)控制器，或(huo)者作為嵌入式系(xi)統(tong)(tong)提(ti)供，其中相機(ji)和(he)軟(ruan)件(jian)包含在一(yi)個封裝中。這兩(liang)種設置(zhi)的(de)(de)組件(jian)擁(yong)有(you)(you)許多共(gong)同的(de)(de)元素。跟所有(you)(you)機(ji)器視覺(jue)系(xi)統(tong)(tong)一(yi)樣，選(xuan)擇(ze)正確的(de)(de)鏡頭、光源和(he)觸發裝置(zhi)對任何線(xian)掃(sao)描(miao)應(ying)用的(de)(de)成(cheng)功都至關重(zhong)要。

編碼器

編碼器將輸送帶的(de)線性運動(dong)傳遞給(gei)線掃描相機(ji)，指示(shi)何時采集圖(tu)像的(de)下一個線條。在(zai)許多應用中，要保證(zheng)運動(dong)物體的(de)持續、穩(wen)定運動(dong)是很困難的(de)，特別是在(zai)裝配線速度提升或下降(jiang)過(guo)程中。速度變化會影響所(suo)采集圖(tu)像的(de)高寬比(bi)。

舉例(li)來(lai)說，線(xian)掃描相機可(ke)(ke)能(neng)會(hui)過快(kuai)地(di)采(cai)(cai)(cai)集(ji)線(xian)條，導(dao)致線(xian)條重復采(cai)(cai)(cai)集(ji)和圖像(xiang)拉(la)伸。如果(guo)相機采(cai)(cai)(cai)集(ji)線(xian)條速度(du)過慢(man)，它則(ze)可(ke)(ke)能(neng)會(hui)跳過一(yi)些(xie)線(xian)條，導(dao)致圖像(xiang)變(bian)得更稀薄。為(wei)了(le)保持恒定的(de)高寬比(bi)，并且允許(xu)速度(du)波動，僅(jin)當行進的(de)距離(li)等(deng)于所定義的(de)值，通(tong)常為(wei)所投影像(xiang)素(su)的(de)長度(du)時，編碼(ma)器(qi)才會(hui)指示相機采(cai)(cai)(cai)集(ji)線(xian)條。

編(bian)碼(ma)(ma)器通常(chang)安裝在軸上，提供信(xin)號以(yi)指(zhi)示運動。有些(xie)編(bian)碼(ma)(ma)器會(hui)產生兩個單(dan)獨的信(xin)號（A和B），基(ji)于(yu)(yu)這些(xie)信(xin)號可(ke)以(yi)檢測(ce)到線條方(fang)向以(yi)及(ji)與(yu)運動相(xiang)關的更(geng)細粒度信(xin)息。線掃描系統可(ke)與(yu)硬件（基(ji)于(yu)(yu)運動）編(bian)碼(ma)(ma)器或(huo)軟件（基(ji)于(yu)(yu)時間并根(gen)據運動計(ji)算）編(bian)碼(ma)(ma)器結合使(shi)用。

光源

線(xian)(xian)(xian)掃(sao)描相機采(cai)(cai)集一行像素時(shi)僅需(xu)(xu)一條(tiao)光(guang)線(xian)(xian)(xian)。這意味著(zhu)不同(tong)于面陣掃(sao)描相機，線(xian)(xian)(xian)掃(sao)描相機不需(xu)(xu)要將元件均勻照亮。強烈、無波動且高度(du)聚焦的“線(xian)(xian)(xian)”型照明最(zui)適合(he)線(xian)(xian)(xian)掃(sao)描應用，由于采(cai)(cai)集速度(du)較(jiao)(jiao)快（通(tong)(tong)常(chang)每個線(xian)(xian)(xian)條(tiao)只(zhi)需(xu)(xu)數微秒(miao)時(shi)間），這也(ye)需(xu)(xu)要較(jiao)(jiao)高強度(du)的光(guang)線(xian)(xian)(xian)。線(xian)(xian)(xian)性光(guang)源與相機對位，以(yi)最(zui)大限(xian)度(du)地增加通(tong)(tong)常(chang)始(shi)終開啟而(er)非頻閃光(guang)線(xian)(xian)(xian)的強度(du)。

鏡頭

鏡頭(tou)的(de)光學質量各不相(xiang)同，并最(zui)終確定所采(cai)集圖像的(de)分辨率。選擇高(gao)質量的(de)鏡頭(tou)非常(chang)重要，以確保(bao)充分利用線掃描(miao)相(xiang)機的(de)像素大小。使用正確的(de)鏡頭(tou)將有助(zhu)于系統采(cai)集最(zui)佳圖像，以執行高(gao)度復雜的(de)檢測。

觸發器

觸(chu)發裝置指示相機何(he)時(shi)開(kai)始(shi)采集像素。線掃描系(xi)統可以使用直接連接至相機的(de)硬件觸(chu)發器或(huo)者通過(guo)工廠車間(jian)工業協議(yi)或(huo)PC連接的(de)軟(ruan)件觸(chu)發器。

線掃描相機能夠:

? 展開柱(zhu)形物體以(yi)檢測(ce)標(biao)簽

? 檢測印(yin)刷、金屬和塑料缺陷及(ji)瑕疵

? 提供(gong)較長或卷軸上產品/元(yuan)件(jian)的

100%檢測

? 提供高(gao)分辨率圖像以實(shi)現(xian)準確(que)測(ce)量

? 確保采樣的(de)一致(zhi)性(xing)

? 支持高速元件掃描

相比面陣掃描系統，線掃描系統擁有特定的(de)優勢(shi):

? 無固定尺寸(cun): 有些線掃描(miao)相機可(ke)以(yi)將所采集圖(tu)像的長度調整為無限(xian)長。這(zhe)使得(de)在(zai)(zai)某些情況下(xia)可(ke)以(yi)在(zai)(zai)幀之(zhi)間創建無間隙的連續圖(tu)像。

? 高(gao)分辨率: 線掃描圖像達到(dao)80兆字節或以上像素數據(ju)的情況并(bing)不(bu)少見。

? 更短的(de)曝光(guang)時間: 面(mian)陣掃(sao)描(miao)相(xiang)(xiang)機(ji)通常比線掃(sao)描(miao)相(xiang)(xiang)機(ji)需(xu)要更長的(de)曝光(guang)時間。

為什(shen)么要選(xuan)擇線掃描相(xiang)機技術？

無論是(shi)(shi)食品和飲料、電子產品還是(shi)(shi)包裝和物流應用(yong)，線掃描相(xiang)(xiang)機技術(shu)都可以幫助制造商采(cai)集對(dui)于(yu)面陣掃描相(xiang)(xiang)機而言(yan)具有(you)挑戰性的(de)快速移(yi)動、大型和柱(zhu)形物體的(de)高分辨率圖像。

展開柱形物體以進行檢測

檢(jian)測圓形(xing)或柱(zhu)(zhu)形(xing)元(yuan)(yuan)件時，可能需(xu)(xu)要多(duo)臺面陣(zhen)掃(sao)描相(xiang)機才能覆蓋整個元(yuan)(yuan)件表(biao)面。當柱(zhu)(zhu)形(xing)物體在軸(zhou)上旋轉時，線掃(sao)描相(xiang)機可以創建(jian)該(gai)物體的2D“展開”圖(tu)像。這消除了特殊夾具(ju)以及用(yong)于在不同的坐標空間(jian)將多(duo)個圖(tu)像拼接在一起的復雜算法的需(xu)(xu)要。此功(gong)能在檢(jian)測物體、灌裝(zhuang)液位(wei)、標簽(qian)和安全密封墊的尺寸和均勻性時十(shi)分有(you)用(yong)。

向空間有限的應(ying)用環境添加視覺(jue)

由于線(xian)(xian)掃描(miao)相(xiang)(xiang)機在(zai)構建圖像(xiang)時每次僅采集單個像(xiang)素線(xian)(xian)條(tiao)，它(ta)只需在(zai)物體快速移動時查(cha)看(kan)(kan)物體的(de)一小部分便可。此屬性使線(xian)(xian)掃描(miao)相(xiang)(xiang)機非常適用(yong)于視(shi)場或空(kong)間有(you)限（比如電子產品和醫(yi)藥行業）或者(zhe)相(xiang)(xiang)機需要(yao)透過輸(shu)送帶上的(de)滾(gun)軸查(cha)看(kan)(kan)元件底部的(de)應用(yong)。

以(yi)低成本(ben)采集高分辨率圖像

線(xian)掃描(miao)系統通常(chang)還(huan)能(neng)夠比(bi)(bi)傳統面陣(zhen)掃描(miao)相(xiang)(xiang)(xiang)機提供更(geng)高(gao)(gao)的(de)分(fen)辨率(lv)。高(gao)(gao)分(fen)辨率(lv)檢測在(zai)大多數科技型(xing)行業中至關(guan)重要(yao)。相(xiang)(xiang)(xiang)比(bi)(bi)面陣(zhen)掃描(miao)相(xiang)(xiang)(xiang)機，配備適當成像儀的(de)線(xian)掃描(miao)相(xiang)(xiang)(xiang)機能(neng)夠以低得多的(de)成本創建超大的(de)圖像。出(chu)于此原因，運動(dong)中的(de)線(xian)掃描(miao)相(xiang)(xiang)(xiang)機是(shi)高(gao)(gao)分(fen)辨率(lv)面陣(zhen)掃描(miao)相(xiang)(xiang)(xiang)機切實可行的(de)替代解(jie)決方案。

檢測卷筒表面

由(you)于(yu)(yu)線(xian)(xian)掃(sao)(sao)描(miao)(miao)(miao)系統(tong)構建圖像(xiang)時(shi)需要(yao)(yao)元件(jian)(jian)處于(yu)(yu)運動狀態，它(ta)們通(tong)常(chang)非常(chang)適用(yong)于(yu)(yu)產品處于(yu)(yu)運動中(zhong)的(de)(de)應用(yong)，比如高速包裝線(xian)(xian)和輸(shu)送(song)帶上的(de)(de)產品檢(jian)(jian)測。這(zhe)使得(de)執行(xing)較長表面（或者(zhe)“卷筒”）的(de)(de)檢(jian)(jian)測以(yi)(yi)(yi)及代碼和文本的(de)(de)驗(yan)證變得(de)很容易。使用(yong)面陣掃(sao)(sao)描(miao)(miao)(miao)相機(ji)(ji)時(shi)將需要(yao)(yao)進行(xing)額(e)外的(de)(de)處理，以(yi)(yi)(yi)調(diao)整(zheng)幀重疊、復(fu)雜的(de)(de)圖像(xiang)拼接和硬(ying)件(jian)(jian)同步(bu)化等問題。有些線(xian)(xian)掃(sao)(sao)描(miao)(miao)(miao)相機(ji)(ji)型(xing)號(hao)可(ke)以(yi)(yi)(yi)在(zai)幀之間(jian)獲取(qu)一連(lian)串的(de)(de)連(lian)續（即無(wu)間(jian)隙）圖像(xiang)，而有些線(xian)(xian)掃(sao)(sao)描(miao)(miao)(miao)相機(ji)(ji)型(xing)號(hao)在(zai)采集圖像(xiang)時(shi)則需要(yao)(yao)幾個線(xian)(xian)條之間(jian)保持最小的(de)(de)間(jian)隙。用(yong)于(yu)(yu)執行(xing)離散或連(lian)續檢(jian)(jian)測的(de)(de)線(xian)(xian)掃(sao)(sao)描(miao)(miao)(miao)相機(ji)(ji)型(xing)號(hao)可(ke)以(yi)(yi)(yi)采集尺(chi)寸隨機(ji)(ji)分布(bu)元件(jian)(jian)的(de)(de)圖像(xiang)，圖像(xiang)之間(jian)無(wu)較大的(de)(de)空(kong)白區。