线阵视觉系统选型
数据接口
操作温度
Camera Link (Full, Medium, Base)
最大可到50℃
镜头选型-镜头分类
标准C口: 靶面 11mm-22mm(2k以下) F口:28mm-50mm(4k以下)
V口镜头:靶面 28mm -108mm (8K以上)
镜头选型基本原则
靶面
镜头的靶面要大于或等于sensor的对角线。 Sensor大小？
配件选型
电源线 6pin 12v 数据线:注意相机和采集卡两端是什么接口,标准还是mini 转接圈 2k(M42): M42-F 4K(M58): M58-F 8K(M72口): M72延长圈+M72-V
案例分析
已知: 1,视野:400mm 2,精度:0.1mm 3,速度:150m/分 工作距离要求:700mm以下
Base: 单口，支持最多3通道， 1.8Gbps
Medium: 双口，支持最多6通道，3.6Gbps Full: 双口，支持最多8通道， 4.8Gbps
采集卡分类(接口个数) 单口:base 双口:base,medium,full 一拖二:OR-X4C0-XPD00 双base 标准接口,mini口
像素当量=视野/分辨率
行频=检测速度/像素当量
线阵相机选型
案例分析 已知 : 扫描幅面:800mm: 精度:0.4mm 速度:200m/分钟 ①分辨率:800/(0.5*0.4)=4000 即4k分辨率 ②速度=3333mm/s
像素当量=视野/分辨率=800mm/4096=0.195mm
行频=检测速度/像素当量=3333/0.195=17092 即17k行频
案例分析
相机分辨率 :8k 行频52k 相机:P4-CM-08K07 镜头:施耐德 4.0/60 60mm镜头 接圈:10mm延长圈+M72-V WD=454mm
焦距
让视觉系统在合适的工作距离，拍到适当的视野。
WD？视野大小/放大倍率
镜头选型计算公式
镜头选型
施耐德镜头选型
8k以上分辨率一般要用施耐德V口镜头 选型方法见xls表格 常用的2款施耐德镜头: 60mm和80mm
采集卡选型
Camera Link (Standard / mini) 10米
线阵视觉系统选型
任云云 2016年8月
内容
线阵相机的选型 镜头的选型 采集卡及配件选型 案例学习
线阵相机选型
线阵相机分类 1, 黑白 : 单线,双线,多线 2, ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ色: 双线,三线
3,按数据接口分类
①Camera Link: base,medium,full ②网口
线阵相机选型
如何选型?-分辨率+行频(相机1s扫描多少行) 1.必须已知条件 视野:要检测的幅面 精度:最小缺陷尺寸 检测速度(mm/s) 2,分辨率计算公式 分辨率=视野/(0.5*精度) 3,行频计算公式
可选用P4-CM-04K05D
P4-CM-04K05D性能参数
Part No. 芯片类型 分辨率 像元尺寸 响应度 最大行频 数据带宽 输出位数 增益范围 P4-CM-04k05D-00-R CMOS bilinear line scan 4096*2pixels 10 x 10 µm 4.4 DN/(nj/cm2) @ 1x gain in 8 bit 50 (100)kHz 410 MPixels/s 8 bit 1x to 10x
Cognex培训教程实用课件
应用领域及案例
物流业
Cognex读码器能够快速、准确地读取包 裹上的条码信息，提高物流效率和准确性
。
制造业
Cognex视觉系统广泛应用于制造业 中的质量检测、生产流程控制等环 节，如汽车零部件检测、电子产品 组装等。
A
B
C
D
食品行业
Cognex视觉系统可用于食品包装检测、 食品成分分析等领域，确保食品安全和质 量。
应用需求
解决方案
实现效果
将视觉系统集成到自动化生产线中， 实现生产过程的自动化和智能化。
采用Cognex视觉系统，与生产线的 PLC、机器人等设备进行通信和集成 ，实现视觉系统与生产线的协同工作 。通过视觉系统对生产线上的物料、 半成品、成品等进行识别和定位，将 识别结果发送给PLC或机器人进行下 一步操作。
光源类型及选型建议
根据检测需求和目标物体特性选择合适的光源 类型。
注意光源的安装方式和尺寸，确保与视觉系统匹配。 同时，要关注光源的稳定性和寿命，以降低维护成本
。
选型建议
考虑光源的亮度、色温、发光角度等参数，确保 满足照明要求。
05
CATALOGUE
视觉系统应用案例解析
案例一：零件尺寸检测
01
根据相机类型和检测需求选择合适的镜头类型。 注意镜头的接口类型和安装尺寸，确保与相机匹配。
光源类型及选型建议
LED光源
亮度高、寿命长、节能环 保，适用于大多数视觉检 测场合。
卤素灯光源
亮度高、发热量大，适用 于远距离照明和特殊检测 需求。
荧光灯光源
光线柔和、均匀，适用于 大面积照明和颜色识别等 场合。
提高了生产线的自动化程度和生产效 率，减少了人工干预和出错的可能性 。
AOI的选择方法
AOI的选择方法众所周知，AOI现已成为电子制造业确保产品质量的重要检测和过程质量控制工具，因此，如何从多如牛毛的AOI品牌中选择和利用适合自己要求的AOI，已成为广大电子制造工作者十分关心的问题。
本人现根据多年的实际工作经验就这一总是谈谈个人的看法。
一、AOI的组成要选择一台适合自已的AOI产品,我们首先了解AOI的基本架构和组成。
AOI是由视觉系统、机械系统、软件系统和操作平台组成.视觉系统主要是执行图像采集功能；机械系统主要是将所检测物体传送到指定的检测点的功能；软件系统主要是将所采集的图像进行分析和处理的功能。
这几大系统的整合是由软件系统来完成，因此软件的优劣，是AOI的检测能力强弱的重要因素。
二、视觉系统的选择AOI的视觉系统是由相机和光源组成。
1.相机的选择AOI的相机按摄取图像的模式分为面阵相机和线阵相机。
面阵相机是采用拍摄一幅一幅的图片方式取像；线阵相机是逐行扫描方式取像,面阵相机的优点是图像的还原性较好，打光角度容易调整，容易得到较清晰的图像，因而市面上的AOI绝大多数厂商使用这类相机。
线阵相机的图像还原性较差，打光的角度难以调整，是目前误判率最高的AOI，采用这类相机的AOI的唯一优点是检测的速度相对快一点，但检测小板时它的检测速度又要相对而言慢一些，因此，对相机的选择应该最好选择面阵相机。
面阵相机又分模拟相机和数字相机（CCD）两类。
模拟相机目前在AOI的市面上应用最多。
因为模拟相机在对图像处理时，要经过多次A/D、D/A转换，因而图像容易失帧，从而造成图像处理障碍，导致误差。
但模拟相机的价格较便宜。
大量使用数字相机是AOI发展的必然趋势，数字相机最大优点在于图像的还原性好，便于软件对图像的分析和处理，但价格较高。
判别模拟相机和数字相机的主要方法是看这一相机在对图像采集时是否需要图像采集卡。
需要图像采集卡的相机是模拟相机，另外，模拟相机的外形尺寸也比数字相机大得多。
2.光源的选择光源是AOI的眼睛，光源的好坏是决定AOI检测能力强弱的第一步。
机器视觉系统详述
右图中，绿色背景 采用红色光源提高 对比度 （灰阶图像）
光源
代码 R G B V W IR UV
颜色 红 绿 蓝 紫 白 红外 紫外
波长（nm） 625(600~720) 517(510~530) 465(430~480) 400 色温：5500k
应用 背景为黑色的透明软板孔位定位、绿色线路 板检测、透光膜厚度测量等。 红色背景产品检测、银色背景产品检测等。
• 特殊要求，需要用到红外或紫外相机情况
镜头--如何选择镜头
•
定焦与变焦 变焦镜头
工作距离不变的情况下获得不同的放大倍率
镜头--如何选择镜头
•
远心镜头与标准工业镜头
远心镜头
• 精密测量系统
CCTV镜头
• 一般工业测量、缺陷检测，对物体成像的放大倍率没有严格要求
远心镜头
CCTV镜头
镜头--如何选择镜头
目录
1 2
机器视觉系统构成 成像系统核心器件选型方法
3 4
5
机器视觉系统设计步骤 应用案例
飞行捕捉和相机丢帧解决办法
机器视觉系统构成
机 器 （Machine)
1、机器视觉系统介绍
+
视 觉 （Vision)
机械
运动
控制
视(硬件)
觉(软件)
机器视觉是一个系统的概念，运 用现代先进的控制技术、计算机 技术及传感技术，表现为光机电 的结合。
镜头
镜头畸变
畸变是镜头放大倍率随着视场变化而变化的现象。
测量应用，畸变越小越好
畸变可以通过软件进行校正
镜头
镜头景深
对于理想的光学系统，像平面对应一个理想物平面。实际光学
系统，能清晰成像的最远物面到理想物平面的距离称为远景深 度，能清晰成像的最近物面到对准平面的距离称为近景深度， 远景深度和近景深度的和就是光学系统的景深。
线阵相机技术报告整理
目录1.1相机和镜头的选型 (2)1.2线阵相机和镜头选型 (2)1.3图像采集卡、相机接口、PCI、PCI-E插槽的选型 . 3 1.4线阵相机、镜头、光源的选型详解 (4)1.5线阵相机与面阵相机的区别 (6)1.6工业相机的问与答 (9)线阵相机相关技术报告1.1 相机和镜头的选型1.1.1面阵相机和镜头的选型已知：被检测物体大小为A*B,要求能够分辨小于C ，工作距为D 解答：1. 计算短边对应的像素数 E = B/C ，相机长边和短边的像素数都要大于E ；2. 像元尺寸 = 物体短边尺寸B / 所选相机的短边像素数；3. 放大倍率 = 所选相机芯片短边尺寸 / 相机短边的视野范围；4. 可分辨的物体精度 = 像元尺寸 / 放大倍率 （判断是否小于C ）；5. 物镜的焦距 = 工作距离 / (1+1 / 放大倍率) 单位：mm ；6. 像面的分辨率要大于 1 / (2*0.1*放大倍率) 单位：lp mm ⁄；以上只针对镜头的主要参数进行计算选择，其他如畸变、景深环境等，可根据实际要求进行选择。
1.1.2针对速度和曝光时间的影响，物体是否有拖影已知：确定每次检测的范围为80mm*60mm ，200万像素 CCD 相机(1600*1200),相机或物体的运动速度为12m min ⁄ = 200mm s ⁄。
曝光时间计算：1. 曝光时间 < 长边视野范围 / (长边像素值 * 产品运动速度)2. 曝光时间 < 80 mm / (1600∗250 mm/s)；3. 曝光时间 < 0.00025s = 14000 s ⁄；总结：故曝光时间要小于14000 s ⁄，图像才不会产生拖影。
1.2线阵相机和镜头选型1.2.1 相机的选型已知：幅宽 1600mm 、检测精度 1mm pixel ⁄、运动速度 22000mm s ⁄、物距1300mm ；解答：1. 相机像素数 = 幅宽/检测精度 = 1600mm / 1mm /pixel = 1600pixel ，2.最少2000个像素，选定为2k相机；3.扫描行频 = 运动速度/实际检测精度 = 22000mm /0.8mm = 27.5KHz应选定相机为2048像素28kHz相机，像元尺寸10um；1.2.2 镜头的选型1.Sensor 长度 = 像素宽度×像素数 = 0.01mm × 2048 = 20.48 mm ；2.镜头焦距 = sensor 长度×物距 / 幅宽 = 20.48×1300/1600 ＝16 mm；1.3图像采集卡、相机接口、PCI、PCI-E插槽的选型图像采集卡、相机接口、PCI、PCI-E插槽的选型如表 1-1、1-2所示：表1-1 相机接口表表1-2 PCI插槽类型表计算数字采集卡的数据率必须满足的要求可按下列公式计算：图像采集卡的数据率（又称点频）≥ 1.2 * 相机数据率；相机数据率（又称像素时钟）= 相机分辨率 * 相机帧频 * 相机的灰度级 / 8；插槽的带宽>图像采集卡的数据率>相机接口的带宽> 1.2 * 相机数据率；PCI插槽有PCI 32bit和PCI 64bit的区别。
视觉公式
一、面阵相机和镜头选型已知：被检测物体大小为A*B，要求能够分辨小于C，工作距离为D解答：1. 计算短边对应的像素数E=B/C，相机长边和短边的像素数都要大于E。
2. 像元尺寸=产品短边尺寸B/所选相机的短边像素数3. 放大倍率=所选相机芯片短边尺寸/相机短边的视野范围4. 可分辨的产品精度=像元尺寸/放大倍率（判断是否小于C）5. 物镜的焦距=工作距离/（1+1/放大倍率）单位：mm6. 像面的分辨率要大于1/（2*0.1*放大倍率）单位：lp/mm以上只针对镜头的主要参数进行计算选择，其他如畸变、景深、环境等，可根据实际要求进行选择。
二、针对速度和曝光时间的影响，产品是否有拖影已知：确定每一次检测的范围为80mm*60mm，200万像素CCD相机（1600*1200），相机或产品运动速度为12m/min = 200mm/s。
曝光时间计算：曝光时间<长边视野范围/（长边像素值*产品运动速度）曝光时间< 80mm/（1600*250mm/s）曝光时间< 0.00025s = 1/4000 s总结：故曝光时间要小于1/4000 s ，图像才不会产生拖影。
三、线阵相机和镜头选型相机选型：已知：幅宽为1600mm、检测精度1mm/pixel、运动速度22000mm/s、物距1300mm相机像素数=幅宽/检测精度=1600mm / 1mm/pixel = 1600pixel最少2000个像素，选定为2k相机实际检测精度=幅宽/实际像素=1600mm/2048pixel＝0.8mm/pixel扫描行频=运动速度/实际检测精度=22000mm/0.8mm＝27.5KHz应选定相机为2048像素28kHz相机，像元尺寸10um选用一个VT-FAGL2015线阵相机或两个103k-1k线阵相机拼接镜头选型：sensor长度=像素宽度×像素数=0.01mm×2048=20.48mm镜头焦距= sensor长度×物距/幅宽=20.48×1300/1600＝16mm四、图像采集卡、相机接口、PCI、PCI-E插槽的选型相机接口带宽USB1.1 1.5MB/sUSB2.0 60MB/s（一般40 MB/s）USB3.0 625MB/s（一般150MB/s）1394A 50MB/s1394B 100MB/s千兆网125MB/s插槽类型带宽PCI 132MB/sPCI-E（1 lane-x1） 250MB/s（一般200 MB/s）PCI-E（4 lane-x4） 1GB/sPCI-E（8 lane-x8） 2GB/sPCI-E（16 lane-x16）4GB/s图像采集卡的数据率（又称点频）>= 1.2 x相机数据率相机数据率（又称像素时钟）=相机分辨率x相机帧频相机接口的带宽要大于图像采集卡的数据率插槽的带宽>图像采集卡的数据率>相机接口的带宽> 1.2 x相机数据率PCI插槽有PCI 32bit和PCI 64bit的区别。
SWYP0001系列彩色印品自动检测系统
书山有路勤为径；学海无涯苦作舟
SWYP0001系列彩色印品自动检测系统SW-YP0001系列彩色印品自动检测系统
1、高速印刷机在生产过程中会产生飞墨、刀丝、异物、套色、色差等
各种印刷质量缺陷。
在质量要求越来越严格、市场竞争越来越激烈的今天，运用机器视觉技术与运动控制、网络通讯结合的彩色印品自动检测系统，带给印刷企业的，绝不仅仅是一项技术上的变革。
SW-YP0001系列全自动彩色线阵扫描视觉检测系统是一款基于机器视觉平台，完成实时检测、跟踪、报警、信息统计等功能的高性能综合系统主要由线阵视觉传感器、工控机及单片微型处理器组成，集高速自动检测、测量、分辨、定位于一体。
主要用于跟踪、识别高速印刷机在生产过程中产生的飞墨、刀丝、异物等各种印刷质量缺陷；然后通过以下方式提示：声光报警
贴标机贴标识别
打印检查结果和缺陷图像
监视器显示缺陷点位置、种类、大小，并将其存入桌面数据库，便于管
理
由于缺陷图像即时显示，因此可以立即对缺陷原因作出判断，从而进行
相应的调整，确保缺陷产品不流入市场。
从而提高印刷的成品合格率和生
专注下一代成长，为了孩子。
线阵相机的选型
关于线线相机、镜头、光源的选型，欢迎来电探讨线扫描系统的搭建与选型随着机器视觉的大规模普及与工业流水线速度、精度的提高，线扫描系统越来越被视觉工程师和最终用户所认可。
首先，我对线扫描系统做一个大致的介绍。
线扫描系统用于被测物体和相机之间有相对运动的场合，通过线扫描相机高速采集，每次采集完一条线后正好运动到下一个单位长度，继续下一条线的采集，这样一段时间下来就拼成了一张二维的图片，也就类似于面阵相机采集到的图片，不同之处是高度可以无限长。
接下来通过软件把这幅“无限长”的图片截成一定高度的图片，进行实时处理或放入缓存稍后进行处理。
视觉部分，包括线扫描相机，镜头，光源，图象采集卡和视觉软件；运动控制部分，包括马达, 马达驱动器, 运动控制卡或PLC，为了保证采集的图象与输送带同步，有时还会需要编码器。
由于线扫描信息量大，所以需要一台高性能的工控机，配置大容量的内存和硬盘，主板要提供PCI、PCI-E或PCI-X插槽。
一般来说，一个面阵视觉系统的配置选型是按照这样的顺序进行的。
：相机＋采集卡－>镜头－>光源线阵项目也类似，根据系统的检测精度和速度要求，确定线阵CCD相机分辨率和行扫描速度，同时确定对应的采集卡，只是需要选线阵相机镜头接口(mount)时同时考虑镜头的选型，最后确定光源的选型。
线阵摄像机(线阵工业相机）的选型计算分辩率:幅宽除以最小检测精度得出每行需要的像素选定相机:幅宽除以像素数得出实际检测精度每秒运动速度长度除以精度得出每秒扫描行数根据以上数值选定相机如幅宽为1600毫米、精度1毫米、运动速度22000mm/s相机：1600/1＝1600像素最少2000像素，选定为2k相机1600/2048＝0.8实际精度22000mm/0.8mm＝27.5KHz应选定相机为2048像素28kHz相机线阵镜头的选型为什么在选相机时要考虑镜头的选型呢？常见的线阵相机分辨率目前有1K,2K,4K,6K,7K,8K,12K几种，象素大小有５um,7um,10um,14um几种，这样芯片的大小从10.240mm(1Kx10um) 到86.016mm(12Kx7um)不等。
线扫描机器视觉系统的组成及工作原理
目前市场上共有两种类型的采集方法可用于采集物体的图像：面阵扫描和线扫描。
最常见的2D机器视觉系统使用面阵扫描相机，此类相机在采集图像时需要曝光完整的像素矩阵。
相比之下，线扫描相机包含单行像素，其通过逐个像素线构建最终的2D图像。
构建线扫描图像需要相机与物体之间保持相对运动，通常为沿着输送带或旋转轴运动。
当物体移动经过相机面前时，相机将采集一个新的像素线。
视觉处理器或图像采集卡上的软件将存储每个像素线，然后将像素数据重新构建为最终的2D图像。
这种独特的图像采集过程擅长于采集输送带上快速移动的离散元件的图像，检测柱形物体的所有侧面，以及构建超大物体的图像。
文件扫描仪、复印机和传真机等将文件扫描到存储器中的商用设备采用线扫描技术，制造和物流领域的生产线和分销线也是如此，它们依靠这种特殊技术快速采集高分辨率图像，用于执行复杂元件的检测。
面阵扫描相机照亮物体，并采集所有曝光的像素以构建图像。
相比之下，线扫描相机点亮并逐个线条采集像素。
由于线扫描成像仪可提供500-8,000像素/线条的分辨率，有些甚至能够跟上67,000个线条/秒的高速线条采集速率，最新一代线扫描相机可提供以前需要一组高分辨率视觉成像仪才能解决的应用所需的所有性能。
这些属性使线扫描相机成为了在连续或离散“卷筒”表面检测应用中采集目标物体图像的理想选择，比如塑料、织物、金属或纸张。
线扫描相机还可以“展开”柱形物体，以采集它们的整个表面区域。
同时，此技术还适用于一些需要高分辨率成像以实现精确测量和缺陷检测的较大物体，比如平板显示器、太阳能电池和汽车零部件。
由于线扫描系统只需查看目标物体的一小部分来采集每个线条，它们无需目标物体提供较大的无遮挡视场。
出于此原因，它们非常适用于视场或安装空间有限的装置。
系统组件线扫描视觉系统可以配置线扫描相机和运行机器视觉软件的PC或视觉控制器，或者作为嵌入式系统提供，其中相机和软件包含在一个封装中。
这两种设置的组件拥有许多共同的元素。
AOI的选择方法
AOI的选择方法众所周知，AOI现已成为电子制造业确保产品质量的重要检测和过程质量控制工具，因此，如何从多如牛毛的AOI品牌中选择和利用适合自己要求的AOI，已成为广大电子制造工作者十分关心的问题。
本人现根据多年的实际工作经验就这一问题谈谈个人的看法。
一、AOI的组成要选择一台适合自己的AOI产品,我们首先了解AOI的基本架构和组成。
AOI是由视觉系统、机械系统、软件系统和操作平台组成.视觉系统主要是执行图像采集功能；机械系统主要是将所检测物体传送到指定的检测点的功能；软件系统主要是将所采集的图像进行分析和处理的功能。
这几大系统的整合是由软件系统来完成，因此软件的优劣，是AOI的检测能力强弱的重要因素。
二、视觉系统的选择AOI的视觉系统是由相机和光源组成。
1.相机的选择AOI的相机按摄取图像的模式分为面阵相机和线阵相机。
面阵相机是采用拍摄一幅一幅的图片方式取像；线阵相机是逐行扫描方式取像,面阵相机的优点是图像的还原性较好，打光角度容易调整，容易得到较清晰的图像，因而市面上的AOI绝大多数厂商使用这类相机。
线阵相机的图像还原性较差，打光的角度难以调整，是目前误判率最高的AOI，采用这类相机的AOI的唯一优点是检测的速度相对快一点，但检测小板时它的检测速度又要相对而言慢一些，因此，对相机的选择应该最好选择面阵相机。
面阵相机又分模拟相机和数字相机（CCD）两类。
模拟相机目前在AOI的市面上应用最多。
因为模拟相机在对图像处理时，要经过多次A/D、D/A转换，因而图像容易失帧，从而造成图像处理障碍，导致误差。
但模拟相机的价格较便宜。
大量使用数字相机是AOI发展的必然趋势，数字相机最大优点在于图像的还原性好，便于软件对图像的分析和处理，但价格较高。
判别模拟相机和数字相机的主要方法是看这一相机在对图像采集时是否需要图像采集卡。
需要图像采集卡的相机是模拟相机，另外，模拟相机的外形尺寸也比数字相机大得多。
2.光源的选择光源是AOI的眼睛，光源的好坏是决定AOI检测能力强弱的第一步。
线阵LED显示装置
老化测试
对组装好的显示模块进 行老化测试，确保稳定
性和可靠性。
品质检测与控制
01
02
03
04
外观检测
对显示装置的外观进行检测， 确保无明显划痕、破损等缺陷
。
性能检测
对显示装置的各项性指标进 行检测，如亮度、对比度、色
彩还原度等。
环境适应性检测
对显示装置进行高温、低温、 湿度等环境适应性检测，确保 在不同环境下都能正常工作。
的应用场景。
智能化与网络化
智能化和网络化技术为线阵LED显 示装置带来了更多的可能性，如远 程控制、实时数据传输等。
新型材料与工艺
新型材料和工艺的应用将进一步改 善线阵LED显示装置的性能，如提 高稳定性、降低成本等。
未来市场预测
市场规模预测
随着技术的进步和应用领域的拓 展，线阵LED显示装置市场规模 预计在未来几年内将继续保持增 长态势。
扫描驱动
线阵LED显示装置的扫描驱动负责控制每个LED 灯珠的亮灭状态，通过控制每个灯珠的电流通断 时间来实现显示效果。
控制系统
控制系统负责接收和处理显示内容，将视频信号 转换为每个LED灯珠需要显示的信号，并发送给 扫描驱动。
分类与应用
按尺寸分类
线阵LED显示装置可分为室内型 和室外型，室内型通常较小，适 用于室内场所；室外型较大，适
驱动与控制技术
驱动电路
驱动电路负责为LED提供稳定的工作电流，保证其正常发光。驱动电路需具备 高精度、低失真、低噪声等特点，以确保线阵LED显示装置的清晰度和稳定性。
控制系统
控制系统负责接收和处理显示信号，控制LED的亮灭和亮度。控制系统需具备 高可靠性、低延迟、高刷新率等特点，以满足线阵LED显示装置的实时性和动 态性要求。