线扫描相机的组成及工作原理
目前，市场上有两种收集方法可用于收集对象的图像：面阵扫描和线条扫描。最常见的2D机器视觉系统使用面阵扫描相机，这需要在收集图像时曝光一个完整的像素矩阵。相比之下，线扫描相机包含单行像素，通过一个像素线构建最终的2D图像。
构建线扫描图像要求相机与物体保持相对运动，通常沿输送带或旋转轴运动。当物体通过相机移动时，相机会收集一条新的像素线。
视觉处理器或图像采集卡上的软件将存储每个像素线，然后将像素数据重建为最终的2D图像。这种独特的图像采集过程擅长在输送带上快速移动离散元件的图像采集，检测柱形物体的所有侧面，构建超大物体的图像。
文件扫描仪、复印机机和传真机扫描到存储器的商用设备采用线路扫描技术，生产线和分销线在制造和物流领域也是如此。他们依靠这一特殊技术，快速收集高分辨率图像，用于检测复杂元件。
面阵扫描相机照亮物体，并收集所有曝光的像素来构建图像。相比之下，线扫描相机点亮并逐条收集像素。
由于线扫描成像仪可以提供500-8000像素/线的分辨率，有的甚至可以跟上67000条线/秒的高速线采集率，最新一代线扫描相机可以提供以前需要一组高分辨率视觉成像仪来解决的应用所需的所有性能。
这些属性使得线扫描相机成为在连续或离散的滚筒表面检测应用中收集目标物体图像的理想选择，如塑料、织物、金属或纸张。
线扫描相机还可以展开柱形物体，以收集其整个表面区域。同时，该技术还适用于平板显示器、太阳能电池和汽车零部件等需要高分辨率成像以实现精确测量和缺陷检测的大物体。
因为线扫描系统只需要检查目标对象的一小部分来收集每条线，所以它们不需要为目标对象提供更大的无遮挡视野。因此，它们非常适合视野或安装空间有限的设备。
系统组件
线扫描视觉系统可以配备PC或视觉控制器，操作机器视觉软件，或作为嵌入式系统，包括相机和软件。这两个组件都有许多共同的元素。与所有的机器视觉系统一样，选择正确的镜头、光源和触发器对任何线扫描应用程序的成功都至关重要。
编码器
编码器将输送带的线性运动传输到线扫描相机，以指示何时收集图像的下一条线。在许多应用中，很难确保运动对象的连续性，特别是在装配线速度的提高或下降过程中。速度变化会影响收集图像的高宽比。
例如，线扫描相机可能收集线太快，导致线重复收集和图像拉伸。如果相机收集线太慢，它可能会跳过一些线，导致图像变薄。为了保持恒定的高宽比，并允许速度波动，只有当行驶距离等于定义值时，编码器才会指示投影像素的长度。
编码器通常安装在轴上，以提供指示运动的信号。一些编码器会产生两个单独的信号（A和B），可以检测到与运动相关的线路方向和更细的粒度信息。线路扫描系统可与硬件（基于运动）编码器或软件（基于时间和运动计算）编码器结合使用。
光源
线扫描相机在收集一行像素时只需要一条光。这意味着与阵扫描相机不同，线扫描相机不需要均匀地照亮元件。强、无波动、高度集中的线照明最适合线扫描应用。由于采集速度快（通常每条线只需几秒钟），也需要高强度的光。线性光源与相机对齐，以最大限度地提高通常始终打开而不是频率闪光的强度。
镜头
镜头的光学质量不同，并最终确定所收集的图像的分辨率。选择高质量的镜头是非常重要的，以确保充分利用线扫描相机的像素大小。使用正确的镜头将有助于系统收集最佳图像，以实现高度复杂的检测。
触发器
触发器指示相机何时开始收集像素。线路扫描系统可以使用通过工厂车间工业协议或PC直接连接到相机的硬件触发器或软件触发器。
线扫描相机可：
展开柱形物体，通过检测标签进行检测和印刷，提供长金属和塑料缺陷和缺陷，或100%卷轴上产品/元件的检测，提供高分辨率图像，实现准确测量，确保采样一致性，支持高速元件扫描。
与面阵扫描系统相比，线扫描系统具有特定的优势：
无固定尺寸：一些线性扫描相机可以将收集到的图像的长度调整为无限长。这使得在某些情况下，帧之间可以创建无间隙的连续图像。高分辨率：线性扫描图像达到80兆字节或以上像素数据并不少见。曝光时间较短：面阵扫描相机通常比线性扫描相机需要更长的曝光时间。为什么要选择线性扫描相机技术？
无论是食品和饮料、电子产品、包装和物流应用，线性扫描相机技术都可以帮助制造商收集具有挑战性的快速移动、大型和柱形物体的高分辨率图像。
展开柱形物体进行检测
在检测圆形或柱形元件时，可能需要多台面阵扫描相机来覆盖整个元件的表面。当柱形物体在轴上旋转时，线扫描相机可以创建物体的2D扩展图像。这消除了在不同坐标空间拼接多个图像的特殊夹具和复杂算法的需要。该功能对检测物体、灌装液位、标签和安全垫的尺寸和均匀性非常有用。
将视觉添加到空间有限的应用环境中
由于线扫描相机在构建图像时每次只收集一条像素线，所以它只需要在物体快速移动时检查物体的一小部分。该属性使线扫描相机非常适用于视野或空间有限（如电子产品和制药行业）或相机需要通过输送带上的滚轮检查元件底部的应用程序。
高分辨率图像以低成本收集
线扫描系统通常比传统的阵扫描相机提供更高的分辨率。高分辨率检测在大多数科技行业都非常重要。与阵扫描相机相比，配备适当成像仪的线扫描相机可以以更低的成本创建大图像。因此，运动中的线扫描相机是高分辨率阵扫描相机可行的替代解决方案。
检查卷筒表面
由于线扫描系统在构建图像时需要运动元件，它们通常非常适用于产品在运动中的应用，如高速包装线和输送带上的产品测试。这使得很容易检测到长表面（或滚筒），并验证代码和文本。使用面阵扫描相机时，需要额外处理，以调整帧重叠、复杂的图像拼接和硬件同步。一些线扫描相机型号可以在帧之间获得一系列连续（即无间隙）图像，而一些线扫描相机型号在收集图像时需要在几条线之间保持最小间隙。用于离散或连续检测的线扫描相机型号可以收集随机分布元件的图像，图像之间没有较大的空白区域。
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