CN114745503B - 一种扫描控制方法及线扫相机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种扫描控制方法及线扫相机，方法包括：获取扫描目标物的移动速率；根据扫描目标物的移动速率确定线扫相机的期望扫描速率；获取线扫相机的实际扫描速率；确定期望扫描速率和实际扫描速率之间的差值；根据差值调整实际扫描速率。本发明采用自适应的控制手段，使采集的图像不会因为外界电机或其他运动机构的运动情况而使图像发生变形，提高了图像的质量。

Description

一种扫描控制方法及线扫相机
技术领域
本发明涉及相机控制技术领域，特别涉及一种扫描控制方法及线扫相机。
背景技术
线扫相机又被称为线阵相机，不同于面阵相机，它是以单行传感器像素来构建二维图像的。由于其独特的线扫功能，线阵相机一般用于高速运动的物体成像，但因为工业环境一般比较恶劣，为避免相机高帧率超负荷运行，设计者一般使用硬触发的相机触发形式，但是某些环境下不得不要求相机使用软触发的形式连续运行。线阵相机由于其特性，要想连续拍摄图像就必须要求线阵相机和物体之间有相对运动，通常是线阵相机固定，物体运动，若物体的运动速率和线阵相机的扫描速率不匹配，则拍摄的图像中目标物会发生变形。
发明内容
本发明实施例提供了一种扫描控制方法及线扫相机，用以解决现有技术中物体运动速度和线阵相机扫描速度不匹配造成图像中目标物发生变形的问题。
一方面，本发明实施例提供了一种扫描控制方法，包括：
获取扫描目标物的移动速率；
根据扫描目标物的移动速率确定线扫相机的期望扫描速率；
获取线扫相机的实际扫描速率；
确定期望扫描速率和实际扫描速率之间的差值；
根据差值调整实际扫描速率。
另一方面，本发明实施例还提供了一种线扫相机，包括：
误差估计器，用于获取扫描目标物的移动速率，根据扫描目标物的移动速率确定期望扫描速率，还用于获取实际扫描速率，确定期望扫描速率和实际扫描速率之间的差值；
参数设计器，用于根据差值调整实际扫描速率；
被控相机；
控制器，用于控制被控相机按照调整后的实际扫描速率对扫描目标物进行扫描。
本发明中的一种扫描控制方法及线扫相机，具有以下优点：
1、延缓相机的使用寿命。
2、采用自适应的控制手段，使采集的图像不会因为外界电机或其他运动机构的运动情况而使图像被拉伸或压缩。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种扫描控制方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的一种线扫相机的组成示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为本发明实施例提供的一种扫描控制方法的流程图。本发明实施例提供了一种扫描控制方法，包括：
S100、获取扫描目标物的移动速率。
示例性地，S100具体步骤为：
获取传送带中电机的转动速率；根据转动速率确定扫描目标物的移动速率，其中，扫描目标物处在传送带上。
在本发明的实施例中，传送带由电机驱动，当传送带以及电机的规格确定后，传送带的移动速率，即扫描目标物的移动速率与电机的转动速率的换算关系也就唯一确定了。因此可以直接获取电机的转动速率，然后根据确定的换算关系来确定扫描目标物的移动速率。
S110、根据扫描目标物的移动速率确定线扫相机的期望扫描速率。
示例性地，S110具体步骤为：
确定横向分辨率；根据扫描目标物的移动速率确定纵向分辨率；以横向分辨率和纵向分辨率相等的原则，确定线扫相机的期望扫描速率。
在本发明的实施例中，要保证采集到的图像不被拉伸或者压缩，即不发生变形，必须遵从一点，即图像的“横向和纵向的分辨率相等”。横向分辨率可以用目标扫描物的幅宽和线扫相机每线的像素数的比值表示，即纵向分辨率可以表示用一帧时间内扫描目标物移动的距离和一帧时间内线扫相机扫描的长度的比值表示，即/>
根据以上“横向和纵向的分辨率相等”的原则，可以确定，确保图像不发生变形需要满足：
其中，L0(单位：m)表示目标扫描物的幅宽，Hc(单位：pixel)表示线扫相机的每线像素数，V0(单位：m/s)表示目标扫描物的移动速率，T0(单位：s)表示扫描一帧图像目标扫描物移动的时间，Vc(单位：Hz，即线/s)表示线扫相机的线扫描速率，Tc(单位：s)表示扫描一帧图像线扫相机的扫描时间。
在实际情况中，目标扫描物在一帧图像中的移动时间以及线扫相机的一帧扫描时间是相同的，即T0＝Tc。根据上述“横向和纵向的分辨率相等”的原则，可以得到：
进而得到线扫相机的期望扫描速率为：
当且仅当线扫相机的扫描速率满足上式时，方能保证采集到的图像不被拉伸或压缩。
S120、获取线扫相机的实际扫描速率。
示例性地，可以直接读取线扫相机中的数据，以获得实际扫描速率。
S130、确定期望扫描速率和实际扫描速率之间的差值。
示例性地，由于期望扫描速率和实际扫描速率的情况不确定，因此差值e可能存在正数、负数或零的情况。理想情况下，当实际扫描速率达到期望扫描速率，即二者相等时，差值e为零。
S140、根据差值调整实际扫描速率。
示例性地，S140具体步骤为：
当差值大于零时，增大实际扫描速率；当差值小于零时，减小实际扫描速率。
通过上述对实际扫描速率的调整，可以使实际扫描速率向期望扫描速率靠近，最终使实际扫描速率和期望扫描速率相等，达到扫描图像不产生变形的目的。
在本发明的实施例中，需要对实际扫描速率进行多次调整，每次调整的量，即步长可以提前设定。在设定步长后，每次均按照该步长增大或减小实际扫描速率。同时，在实际情况下线扫相机的扫描速率存在限制，即实际扫描速率不能大于最高扫描速率，也不能小于最低扫描速率，因此在实际的调整过程中，需要在调整后与实际的扫描速率限制进行比较，确保处在限制范围内后，再根据调整后的扫描速率控制线扫相机工作。
本发明实施例还提供了一种线扫相机，如图2所示，包括：
误差估计器，用于获取扫描目标物的移动速率，根据扫描目标物的移动速率确定期望扫描速率，还用于获取实际扫描速率，确定期望扫描速率和实际扫描速率之间的差值；
参数设计器，用于根据差值调整实际扫描速率；
被控相机；
控制器，用于控制被控相机按照调整后的实际扫描速率对扫描目标物进行扫描。
示例性地，图2中Vs表示被控相机的实际扫描速率。目标扫描物的移动速率V0可以由控制器获取，然后发送给误差估计器。在实际控制过程中，控制器采用自带的SDK(SoftDevelopment Kit，软件开发工具包)，利用SapAcqDevice类的函数SetFeatureValue("AcquisitionLineRate",Value)，通过改变被控相机在允许范围内的Value参数来改变被控相机的实际扫描速率。
本发明的线扫相机由控制器、被控相机、误差估计器和参数设计器四部分组成，其中控制器和被控相机组成负反馈回路的内环，误差估计器和参数设计器组成外环，形成了双闭环的反馈结构，其中内环用于保持被控相机拍照的实时性，外环则用于进行扫描速率的控制，内环和外环相结合实现了数据的实时监控和决策。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (4)

1.一种扫描控制方法，其特征在于，包括：
获取扫描目标物的移动速率；
根据所述扫描目标物的移动速率确定线扫相机的期望扫描速率；
获取所述线扫相机的实际扫描速率；
确定所述期望扫描速率和实际扫描速率之间的差值；
根据所述差值调整所述实际扫描速率；
所述获取扫描目标物的移动速率，包括：获取传送带中电机的转动速率；根据所述转动速率确定所述扫描目标物的移动速率，其中，所述扫描目标物处在所述传送带上；
所述根据所述扫描目标物的移动速率确定线扫相机的期望扫描速率，包括：确定横向分辨率；根据所述扫描目标物的移动速率确定纵向分辨率；以所述横向分辨率和纵向分辨率相等的原则，确定所述线扫相机的期望扫描速率。
2.根据权利要求1所述的一种扫描控制方法，其特征在于，所述根据所述差值调整所述实际扫描速率，包括：
当所述差值大于零时，增大所述实际扫描速率；
当所述差值小于零时，减小所述实际扫描速率。
3.根据权利要求2所述的一种扫描控制方法，其特征在于，在增大或减小所述实际扫描速率时，每次以设定的步长对所述实际扫描速率进行调整。
4.一种线扫相机，其特征在于，包括：
误差估计器，用于获取扫描目标物的移动速率，包括：获取传送带中电机的转动速率；根据所述转动速率确定所述扫描目标物的移动速率，其中，所述扫描目标物处在所述传送带上；
误差估计器还用于根据所述扫描目标物的移动速率确定期望扫描速率，包括：确定横向分辨率；根据所述扫描目标物的移动速率确定纵向分辨率；以所述横向分辨率和纵向分辨率相等的原则，确定所述期望扫描速率；
误差估计器还用于获取实际扫描速率，确定所述期望扫描速率和实际扫描速率之间的差值；
参数设计器，用于根据所述差值调整所述实际扫描速率；
被控相机；
控制器，用于控制所述被控相机按照调整后的实际扫描速率对所述扫描目标物进行扫描。
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