Η διαφορά μεταξύ των καμερών με συστοιχία περιοχής και των καμερών με διάταξη γραμμής

Στην πρακτική εφαρμογή των βιομηχανικών καμερών, συχνά συναντάμε τους όρους κάμερα περιοχής (area array camera) και κάμερα γραμμής (line array camera). Πολλοί άνθρωποι δεν μπορούν να διακρίνουν τις έννοιες και συχνά χάνονται κατά την επιλογή. Στη συνέχεια, ο συντάκτης του TEO θα σας καθοδηγήσει στην κατανόηση των δομικών χαρακτηριστικών και των λεπτομερειών εφαρμογής μεταξύ των δύο.

βιομηχανική κάμερα

1. Φωτοευαίσθητη μονάδα

Οι φωτοευαίσθητες μονάδες (pixels) είναι διατεταγμένες σε ένα δισδιάστατο πλέγμα. Κάθε φωτοευαίσθητη μονάδα στο πλέγμα αντιστοιχεί σε ένα pixel. Μια επιφάνεια του φωτογραφημένου στόχου απεικονίζεται. Ο στόχος και η κάμερα μπορούν να είναι ακίνητοι ή να κινούνται σχετικά. Μια τέτοια κάμερα ονομάζεται κάμερα περιοχής.

Η διάταξη των φωτοευαίσθητων μονάδων είναι μονοδιάστατη. Κάθε έκθεση απεικονίζει μόνο μια γραμμή στον στόχο για να σχηματίσει μια γραμμή εικόνων. Με τη σχετική κίνηση μεταξύ του αντικειμένου-στόχου και της κάμερας, η κάμερα εκθέτει συνεχώς και τελικά σχηματίζει μια δισδιάστατη εικόνα. Μια τέτοια κάμερα ονομάζεται κάμερα γραμμής.

2. Πεδία εφαρμογής

Ο αριθμός των pixels που σαρώνει μια κάμερα γραμμής ανά γραμμή μπορεί να κυμαίνεται από 512 έως 12.000, και η έκθεση κάθε γραμμής μπορεί επίσης να είναι ανεξάρτητη από την ταχύτητα κίνησης του στόχου, επομένως είναι κατάλληλη και για καταστάσεις όπου η ταχύτητα κίνησης του στόχου αλλάζει. Όπως: επεξεργασία εικόνας στους τομείς της βιομηχανίας, της ιατρικής, της επιστημονικής έρευνας και της ασφάλειας, κ.λπ.

Οι κάμερες περιοχής είναι κατάλληλες για καταστάσεις όπου το αντικείμενο-στόχος έχει μεγάλο μέγεθος ή το μέγεθος της βλάβης είναι μικρό, όπως: έλεγχος ποιότητας εκτύπωσης, έλεγχος πλακετών PCB, σχήμα, μέγεθος, θέση, ακόμη και μέτρηση θερμοκρασίας.

Λόγω περιορισμών στην τεχνολογία παραγωγής, η περιοχή ενός μεμονωμένου CCD περιοχής είναι δύσκολο να καλύψει τις απαιτήσεις του οπτικού πεδίου για γενικές βιομηχανικές μετρήσεις. Το πλεονέκτημα του γραμμικού CCD είναι η υψηλή ανάλυση, αλλά για να χρησιμοποιηθεί ο γραμμικός CCD για τη λήψη δισδιάστατης εικόνας, πρέπει να είναι εξοπλισμένος με κίνηση σάρωσης. Επιπλέον, για να προσδιοριστεί η αντίστοιχη θέση κάθε σημείου pixel στην εικόνα στη συσκευή υπό δοκιμή, πρέπει επίσης να είναι εξοπλισμένος με συσκευές όπως πλέγματα για την καταγραφή των συντεταγμένων κάθε γραμμής σάρωσης του γραμμικού CCD. Γενικά, αυτές οι δύο απαιτήσεις οδηγούν στα ακόλουθα μειονεκτήματα στη χρήση γραμμικών CCD για λήψη εικόνων: μεγάλος χρόνος λήψης εικόνας και χαμηλή αποδοτικότητα μέτρησης. λόγω της ύπαρξης κίνησης σάρωσης και των αντίστοιχων συνδέσμων ανάδρασης θέσης, η πολυπλοκότητα και το κόστος του συστήματος αυξάνονται. η ακρίβεια της εικόνας μπορεί να μειωθεί από την ακρίβεια της κίνησης σάρωσης, επηρεάζοντας τελικά την ακρίβεια της μέτρησης.

Η λύση του γραμμικού CCD συν την κίνηση σάρωσης για τη λήψη εικόνων χρησιμοποιείται ακόμα ευρέως, ειδικά όταν απαιτείται μεγάλο οπτικό πεδίο και υψηλή ανάλυση εικόνας, δεν μπορεί καν να αντικατασταθεί από έναν CCD περιοχής. Ωστόσο, η υψηλή ανάλυση από μόνη της δεν εγγυάται υψηλή ακρίβεια αναγνώρισης εικόνας. Συγκεκριμένα, αν και η εικόνα που λαμβάνεται από τον γραμμικό CCD έχει υψηλή ανάλυση, η εικόνα του είναι πιο ειδική από την εικόνα του CCD περιοχής λόγω της επίδρασης της ακρίβειας της κίνησης σάρωσης. Επομένως, κατά την αναγνώριση εικόνας, πρέπει όχι μόνο να αξιοποιήσουμε πλήρως το πλεονέκτημα της υψηλής ανάλυσης, αλλά και να ξεπεράσουμε αλγοριθμικά την επίδραση της κίνησης σάρωσης, ώστε τα σφάλματα στη μηχανική μετάδοση να μην επηρεάζουν άμεσα την τελική ακρίβεια αναγνώρισης εικόνας.