隨著全球工業4.0概念的興起和智能制造的發展，機器視覺技術正快速應用于工業領域，工業視覺應用逐步有引導智能制造的勢頭。眾所周知，視覺應用核心的硬件就是工業相機，而一般工業相機按照像元排列方式分為線陣相機和面陣相機，這兩者在功能和應用上具體有什么區別呢，下面給大家做一個簡單的介紹。了解線陣相機與面陣相機的基本區別工業相機按照傳感器的結構特性可分為面陣相機和線陣相機，面陣、線陣相機都有各自的優點和缺點，在用途不同的情況下選擇合適的傳感器的結構工業相機，至關重要。
1、類型區分
面陣相機：實現的是像素矩陣拍攝。相機拍攝圖像中，表現圖像細節不是由像素多少決定的，是由分辨率決定的。分辨率是由選擇的鏡頭焦深圳市華聯歐國際貿易有限公司是歐美工業備品備件一站式服務商，貨源充足，型號齊全，質量可靠，售后服務佳。專業原裝行貨，正品保證，歡迎來電咨詢!所有產品售后有質保，并且有終身免費技術指導。我們有專業的客服團隊，24小時進行服務。下面是深圳華聯歐小編精心為大家推薦的產品科普一下線陣相機和面陣相機的區別及應用，如果您喜歡可以繼續閱讀詳細瀏覽一下去看看了解一下吧，關注收藏我們網址，每天為大家推送更多的干貨!
隨著全球工業4.0概念的興起和智能制造的發展，機器視覺技術正快速應用于工業領域，工業視覺應用逐步有引導智能制造的勢頭。眾所周知，視覺應用核心的硬件就是工業相機，而一般工業相機按照像元排列方式分為線陣相機和面陣相機，這兩者在功能和應用上具體有什么區別呢，下面給大家做一個簡單的介紹。
工業相機按照傳感器的結構特性可分為面陣相機和線陣相機，面陣、線陣相機都有各自的優點和缺點，在用途不同的情況下選擇合適的傳感器的結構工業相機，至關重要。
面陣相機：實現的是像素矩陣拍攝。相機拍攝圖像中，表現圖像細節不是由像素多少決定的，是由分辨率決定的。分辨率是由選擇的鏡頭焦距決定的，同一種相機，選用不同焦距的鏡頭，分辨率就不同。 像素的多少不決定圖像的分辨率（清晰度），那么大像素相機有何好處呢？答案只有一個：減少拍攝次數，提高測試速度。
線陣相機：顧名思義是呈“線”狀的。雖然也是二維圖像，但極長。幾K的長度，而寬度卻只有幾個象素的而已。一般上只在兩種情況下使用這種相機：
一、被測視野為細長的帶狀，多用于滾筒上檢測的問題。
在第二種情況下（需要大的視野或高的精度），就需要用激發裝置多次激發相機，進行多次拍照，再將所拍下的多幅“條”形圖象，合并成一張巨大的圖。因此，用線陣型相機，必須用可以支持線陣型相機的采集卡。
線陣型相機價格貴，而且在大的視野或高的精度檢測情況下，其檢測速度也慢－－一般相機的圖象是 400K～1M，而合并后的圖象有幾個M這么大，速度自然就慢了。慢功出細活嘛。
面陣相機：應用面較廣，如面積、形狀、尺寸、位置，甚至溫度等的測量。
線陣相機：主要應用于工業、醫療、科研與安全領域的圖象處理。典型應用領域是檢測連續的材料，例如金屬、塑料、紙和纖維等。被檢測的物體通常勻速運動 , 利用一臺或多臺相機對其逐行連續掃描 , 以達到對其整個表面均勻檢測。可以對其圖象一行一行進行處理 , 或者對由多行組成的面陣圖象進行處理。另外線陣相機非常適合測量場合，這要歸功于傳感器的高分辨率，它可以準確測量到微米。
線陣相機：一維像元數可以做得很多，而總像元素較面陣相機少，而且像元尺寸比較靈活，幀幅數高，特別適用于一維動態目標的測量。而且線陣分辨率高，價格低廉，可滿足大多數測量現場要求。
面陣相機：像元總數多，而每行的像元數一般較線陣少，幀幅率受到限制，因此其應用面較廣，如面積、形狀、尺寸、位置，甚至溫度等的測量。由于生產技術的制約，單個面陣的面積很難達到一般工業測量現場的需求。
線陣相機：要用線陣獲取二維圖像，必須配以掃描運動，而且為了能確定圖像每一像素點在被測件上的對應位置，還必須配以光柵等器件以記錄線陣每一掃描行的坐標。一般看來，這兩方面的要求導致用線陣獲取圖像有以下不足：圖像獲取時間長，測量效率低；由于掃描運動及相應的位置反饋環節的存在，增加了系統復雜性和成本；圖像精度可能受掃描運動精度的影響而降低，最終影響測量精度。
首先了解一下線掃描系統，這個系統一般可用于被測物體和相機之間有相對運動的場合，通過線掃描相機高速采集，每次采集完一條線后正好運動到下一個單位長度，繼續下一條線的采集，這樣一段時間下來就拼成了一張二維的圖片，也就類似于面陣相機采集到的圖片，不同之處是高度可以無限長。接下來通過軟件把這幅“無限長”的圖片截成一定高度的圖片，進行實時處理或放入緩存稍后進行處理。
視覺部分，包括線掃描相機，鏡頭，光源，圖象采集卡和視覺軟件；
運動控制部分，包括馬達, 馬達驅動器, 運動控制卡或PLC，為了保證采集的圖象與輸送帶同步，有時還會需要編碼器。
由于線掃描信息量大，所以需要一臺高性能的工控機，配置大容量的內存和硬盤，主板要提供PCI、PCI-E或PCI-X插槽。
一般來說，一個面陣視覺系統的配置選型是按照這樣的順序進行的：
線陣項目也類似，根據系統的檢測精度和速度要求，確定線陣CCD相機分辨率和行掃描速度，同時確定對應的采集卡，只是需要選線陣相機鏡頭接口(mount)時同時考慮鏡頭的選型，最后確定光源的選型。
計算分辯率:幅寬除以min檢測精度得出每行需要的像素
如幅寬為1600毫米、精度1毫米、運動速度22000mm/s
為什么在選相機時要考慮鏡頭的選型呢？常見的線陣相機分辨率目前有1K,2K,4K,6K,7K,8K,12K幾種，象素大小有５um,7um,10um,14um幾種，這樣芯片的大小從 10.240mm (1Kx10um) 到 86.016mm (12Kx7um)不等。很顯然，Ｃ接口遠遠不能滿足要求，因為Ｃ接口max只能接 22 mm 的芯片，也就是1.3inch。而很多相機的接口為Ｆ，Ｍ42X1，M72X0.75等，不同的鏡頭接口對應不同的后背焦(Flange distance)，也就決定了鏡頭的工作距離不一樣。
1、光學放大倍率(β,Magnification)
確定了相機分辨率和像素大小，就可以計算出芯片尺寸（Sensor size）；芯片尺寸除以視野范圍(FOV)就等于光學放大倍率。β=CCD/FOV
主要有C、M42x1 、F、T2、Leica、M72x0.75等幾種，確定了之后，就可知道對應接口的長度。
后背焦指相機接口平面到芯片的距離，是一個非常重要的參數，由相機廠家根據自己的光路設計確定。不同廠家的相機，哪怕是接口一樣，也可能有不同的后背焦。
有了光學放大倍率、接口、后背焦，就能計算出工作距離和節圈長度。選好這些之后，還有一個重要的環節，就是看MTF值是否足夠好？很多視覺工程師不了解MTF,而對高端鏡頭來說就必須用MTF來衡量光學品質。MTF涵蓋了對比度、分辨率、空間頻率、色差等相當豐富的信息，并且非常詳細地表達了鏡頭中心和邊緣各處的光學質量。不僅只是工作距離、視野范圍滿足要求，邊緣的對比度不夠好，也要重新考慮是否選擇更高分辨率的鏡頭。
線掃描項目中，常用的光源有LED光源、鹵素燈（光纖光源）、高頻熒光燈。
鹵素燈也叫光纖光源，特點是亮度特別高，但缺點也很明顯--壽命短，只有1000-2000小時左右，需要經常更換燈泡。發光源是鹵素燈泡，通過一個專門的光學透鏡和分光系統，最后通過光纖輸出，光源功率很大，可高達250瓦。鹵素燈還有一個名字叫冷光源，因為通過光纖傳輸之后，出光的這一頭是不熱的且色溫穩定，適合用于對環境溫度比較敏感的場合，比如二次元量測儀的照明。用于線掃描的鹵素燈，常常在出光口加上玻璃聚光鏡頭，進一步聚焦提高光源亮度。對于較長的線光源，還用幾組鹵素光源同時為一根光纖提供照明。
高頻熒光燈，發光原理和日光燈類似，只是燈管是工業級產品，特點是適合大面積照明，亮度較高，
成本低，但熒光燈較大的缺點是有閃爍、衰減速度快。熒光燈一定需要高頻電源，也就是光源閃爍的頻率遠高于相機采集圖象的頻率（對線掃描相機來說就是行掃描頻率），消除圖像的閃爍。專用的高頻電源可做到60KHz。
LED光源是目前主流的機器視覺光源。特點是壽命長，穩定性好，功耗非常小。
2，專業的LED光源壽命非常長。（如美國AI的壽命50000小時亮度不小于50%）
3，亮度也非常高，接近鹵素燈的亮度，并且隨著LED工藝的改善不斷提高。（目前美國AI線光源亮度高達90000LUX）
3，可以靈活地設計成不同結構的線光源，如直射、帶聚光透鏡、背光、同軸以及類似于碗狀的漫反射線光源。
4，有多種顏色可選，包括紅、綠、藍、白，還有紅外、紫外。針對不同被測物體的表面特征和材質，選用不同顏色也就是不同波長的光源，獲得更佳的圖像。
以玻璃檢測為例，需要檢測的缺陷有：臟點、結石、雜質、氣泡、刮傷，裂紋，破損等，其大致可以分成兩類，一類在玻璃表面的，一類是玻璃內部的。不同的缺陷，在圖象中表現的出的灰度不一樣，有黑的，有白的，也有灰的，并且在不同的光源照射角度或者相機接受角度，缺陷的對比度會變化，如在一個角度時，某一種缺陷的對比度較好，但其他缺陷可能比較次，甚至根本看不到。這樣也就需要大量的分析、組合，才能確定最后的光源選型和相機、光源和被測物體之間的相對角度。如下圖所示，相機、光源在不同角度安裝，分別測試。
結石和雜質，需要正面接近法線的照明或背面穿透照明；
氣泡，形狀不固定，且要分析形成的原因以及方向，采用背面照明；
而且，以上缺陷并不是獨立的，而是互相影響。統計、分析如下。
綜合以上因素，最后選用背光斜射和正面照射結合，相機接近法線方向安裝。
線掃描系統，對光源和相機來說，有效的工作區域都是一個窄條。也就是保證光源照在這個亮的窄條與相機芯片要完全平行，否則只能拍到相交叉的一個亮點。所以機械安裝、調試是比較費工夫的。同時由于幅寬比較寬，對于線光源有兩個特別的要求，就是均勻性和直線性。因為線光源不同位置的亮暗差異，會直接影響圖象的亮度高低，這一點LED比鹵素燈更好控制。出光部分的直線性，取決于LED發光角度的一致性、聚光透鏡的直線性以及線光源外殼的直線性。
由于現場環境比較復雜，客戶總是希望花多一些時間去現場調試。但如我們前面講到的相機、光源、被測物體的相對角度測試、分析，許多因素會直接影響到檢測效果。所以我們建議先做實驗室測試，有了方案之后，再去現場調試，這樣會有把握，也能提高調試效率。畢竟服務也是一種成本。線掃描系統除了機械結構之外, 其主要組成部分還包括機器視覺和運動控制。
已知：被檢測物體大小為A*B,要求能夠分辨小于C，工作距為D 解答：
1. 計算短邊對應的像素數 E = B/C，相機長邊和短邊的像素數都要大于E；
2. 像元尺寸 = 物體短邊尺寸B / 所選相機的短邊像素數；
3. 放大倍率 = 所選相機芯片短邊尺寸 / 相機短邊的視野范圍；
4. 可分辨的物體精度 = 像元尺寸 / 放大倍率 （判斷是否小于C）；
5. 物鏡的焦距 = 工作距離 / (1+1 / 放大倍率) 單位：mm；
6. 像面的分辨率要大于 1 / (2*0.1*放大倍率) 單位：lpmm ；
以上只針對鏡頭的主要參數進行計算選擇，其他如畸變、景深環境等，可根據實際要求進行選擇。
已知：確定每次檢測的范圍為80mm*60mm，200萬像素 CCD 相機(1600*1200),相機或物體的運動速度為12m/min = 200mm/s 。
曝光時間計算： 1. 曝光時間 < 長邊視野范圍 / (長邊像素值 * 產品運動速度)
2. 曝光時間 < 80 mm / (1600∗250 mm/s)；3. 曝光時間 < 0.00025s ；
總結：故曝光時間要小于 0.00025s ，圖像才不會產生拖影
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