PC-based架構(gòu)的線掃描影像檢測系統(tǒng)
加入技術(shù)交流群
但是線掃描的檢測系統(tǒng)必需利用運(yùn)動速度才能取得面積影像，這與面掃描的影像檢測系統(tǒng)只要單純的曝光即可取得面積影像的工作原理是完全不同的。因此對于許多原本熟知面掃描影像檢測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)者而言，要跨入線掃描影像檢測系統(tǒng)，除了要了解線掃描系統(tǒng)的工作原理及如何選擇主要組件外，最重要也是最基本的是如何得到正確且等比例的線掃描影像。
目前線掃描系統(tǒng)架構(gòu)除了控制的主機(jī)系統(tǒng)及機(jī)構(gòu)外, 主要組件分為視覺及運(yùn)動控制兩大類組件。視覺組件主要包括：線性掃描攝影機(jī), 鏡頭(Lens), 燈源(Lighting), 影像采集卡(Frame Grabber)；運(yùn)動控制的部份則可能包括：馬達(dá), 馬達(dá)驅(qū)動器, 運(yùn)動控制卡或PLC, 有時(shí)會搭配傳感器(Sensor)或位置比對器作對象到位偵測輔助。
（1）線掃描攝影機(jī)(Line-scan Camera)
目前市面上的 Line-scan Camera 分辨率從 512, 1024,2048, 4096, 8192,至12288像素(pixels)都有,通常剛開始接觸線掃描系統(tǒng)的使用者在挑選 Line-scan Camera 時(shí), 大多只注意到分辨率是否能夠符合系統(tǒng)的目標(biāo)精度需求, 而忽略了Line-scan Camera 本身的接口規(guī)格會影響影像采集卡的選擇性, 另外Camera的設(shè)計(jì)特性究竟適不適合系統(tǒng)的需求, Line-scan Camera 的掃描頻率(Line-Rate)的計(jì)算方式以及為什么有些Line-scan Camera掃描的速度可以提升4倍甚至是8倍?
（2）影像采集卡的選擇
Line-scan Camera 由于取像數(shù)據(jù)量大，因此多為數(shù)字式。目前影像采集卡主要就是以DSP架構(gòu)跟非DSP架構(gòu)兩大主流。雖然DSP架構(gòu)可以做影像前處理并節(jié)省系統(tǒng)時(shí)間, 但由于影像卡廠商大多不開放給使用者自行更改, 故在價(jià)格及功能彈性上的考慮而言，國內(nèi)市場使用者還是以非DSP架構(gòu)居多。此外, 在選擇影像卡時(shí)系統(tǒng)取像的最大可能數(shù)據(jù)量及數(shù)據(jù)接口也是考慮因素的一部份。
（3）光源的選擇
在選擇輔助光源時(shí), 切勿將區(qū)域掃描(Area-scan)用的交流電(AC Power)光源用在線性掃描(Line-scan)上, 線性掃描應(yīng)該選用交流電(DC Power)光源作為輔助。除了交流電的光源閃爍頻率問題外, 另外光源的選擇及使用上還要注意：光源的色溫、光源的均勻度、燈源的生命周期、光源的架設(shè)位置等。
（4）鏡頭的選擇
就Line-scan Camera 而言，通常只要分辨率大于2048pixels(含)以上, 攝影機(jī)廠商便會將接環(huán)設(shè)計(jì)成F-Mount (背焦距離為12mm)。對于2048pixels以上的 Line-scan Camera 來說，采用F-Mount (接環(huán)內(nèi)徑約43mm) 鏡頭較佳, 但 F-mount 規(guī)格的鏡頭多設(shè)計(jì)用于單眼攝影像機(jī)用途, 故規(guī)格不如C-Mount 及CS-Mount 鏡頭多樣化，同時(shí)價(jià)格上較高。
（5）運(yùn)動控制的種類與特性
－PLC vs. PC Based。運(yùn)動控制以PLC起源較早, 而PC-based 的運(yùn)動控制是近十年的趨勢, 但是早期使用慣PLC的系統(tǒng)設(shè)計(jì)者很難快速的由PLC轉(zhuǎn)移到 PC-based 上, 主要的原因是硬件的控制架構(gòu)及編程的邏輯與接口幾乎完全不同。一套線性掃描的影像系統(tǒng)，它的運(yùn)動控制究竟是PC-based 還是PLC較為合適？
PLC 架構(gòu)本身是通過串行訊號(RS-232或RS-485)下達(dá)運(yùn)動速度位置等指令, 這種架構(gòu)在作Area-scan 的影像系統(tǒng)搭配上問題不大, 但是一旦應(yīng)用在Line-scan 的影像系統(tǒng)時(shí), 由于 Line-scan 對于每條 Line 的觸發(fā)取像位置要求十分高，需要使用橋接接口的轉(zhuǎn)換后再將訊號送給影像處理平臺，因此遇到高速取像時(shí)訊號遺失的機(jī)會便非常高；PC-based 架構(gòu)是利用運(yùn)動控制卡送出指令脈沖去下達(dá)位置及速度, 并通過編碼器傳回馬達(dá)的反饋脈沖，同時(shí)可以在行進(jìn)過程中進(jìn)行位置比對功能，由于無需經(jīng)過橋接接口的轉(zhuǎn)換，因此可讓Line-scan的每條Line的觸發(fā)取像同步且正確。
評論