Çizgi Tarama (Line-Scan) Kamera Nedir? Alan Tarama Kamerayla Farkı

Line-scan kamera görüntüyü satır satır alıp hareketle birleştirir. Kumaş, kâğıt ve sac gibi akan malzemede neden seçilir; satır hızı ve enkoder nasıl hesaplanır?

Yazar: CX Teknoloji Uzman Ekibi

Çizgi tarama (line-scan) kamera, görüntüyü tek bir piksel satırı hâlinde alır; malzeme kameranın altından geçtikçe satırlar üst üste eklenerek kesintisiz bir görüntü oluşur. Kumaş, kâğıt, film, sac ve konveyördeki ürün gibi sürekli akan malzemede, geniş eni yüksek çözünürlükle ve birleştirme izi olmadan taramak için tercih edilir. Alan tarama kamera ise tek seferde iki boyutlu kare çeker ve duran ya da ayrık parçada daha basittir.

Line-scan kamera nasıl görüntü oluşturur?

Alan tarama kamerada sensör bir dikdörtgendir, örneğin binlerce piksel genişliğinde ve yüksekliğinde. Çizgi tarama kamerada sensör tek satırdır: 4096 ya da 8192 piksel genişliğinde, bir ya da birkaç piksel yüksekliğinde. Kamera bu satırı çok hızlı tekrar tekrar okur. Malzeme her satır okuması arasında bir satır yüksekliği kadar ilerlerse, satırlar yan yana getirildiğinde bozulmasız bir görüntü elde edilir. Görüntünün boyu teorik olarak sınırsızdır; bir kumaş topunun tamamı tek bir uzun görüntü olarak düşünülebilir.

Alan tarama ile çizgi tarama arasındaki fark nedir?

Satır hızı nasıl hesaplanır?

İhtiyaç duyulan satır hızı, hat hızının boyuna çözünürlüğe bölünmesiyle bulunur. Örnek: 200 cm enindeki kumaşı üç adet 4096 piksellik kamerayla, bindirmelerle birlikte kamera başına yaklaşık 72 cm görüş alanıyla taradığınızı düşünün. Enine çözünürlük yaklaşık 0,18 mm/piksel olur; bunu yuvarlak 0,2 mm kabul edelim. Hat dakikada 60 metre, yani saniyede 1000 mm ilerliyorsa, kare piksel elde etmek için saniyede 1000 / 0,2 = 5000 satır gerekir. Bu, 5 kHz demektir. Kamera seçiminde bunun üzerinde pay bırakmak gerekir; bu yüzden sürekli akış projelerinde satır hızı daha yüksek kameralar seçilir ve hat hızı keşifte gerçekten ölçülür.

Enkoder neden gerekli?

Satır tetiklemesi bir zamanlayıcıdan gelirse ve hat hızı değişirse görüntü boyuna uzar ya da kısalır: hat yavaşladığında hata olduğundan büyük, hızlandığında küçük görünür. Enkoder, malzemeye temas eden bir ölçüm tekerinin dönüşünü sayar ve her belirli ilerlemede kameraya bir satır okuma sinyali gönderir. Böylece hız ne olursa olsun her satır aynı mesafeye karşılık gelir. Aynı enkoder sayımı, hatanın topun kaçıncı metresinde olduğunu da verir. Esneyen malzemede ölçüm tekerinin kaymaması ve sonucun makine sayacıyla karşılaştırılması gerekir; bunu örme kumaşta hata tespiti yazımızda anlattık.

Aydınlatma çizgi tarama ile nasıl eşleşir?

Çizgi tarama kamera yalnız ince bir şeridi gördüğü için ışığın da yalnız o şeride odaklanması yeterlidir. LED çizgi ışıklar bu şeridi çok yoğun ve eşit aydınlatır; bu da kısa pozlamaya ve hızlı hatta keskin görüntüye imkân verir. Kumaş, film ve kâğıt gibi ışık geçiren malzemede şeridin altına arka ışık konur ve delik, yırtık gibi açıklıklar parlak nokta olarak belirir. Yüzeydeki leke ve çizik için ışık üstten açılı verilir. Bir sistemde iki ışık birlikte kullanılabilir. Aydınlatma seçiminin genel mantığı için yüzey kusuru tespiti yazımıza bakabilirsiniz.

Ne zaman alan tarama kamera daha doğru seçimdir?

• Parça durarak ya da tek tek ve aralıklı geçiyorsa (montaj kontrolü, etiket okuma, parça sayımı).
• Malzeme dar ve tek bir kare kumaşın tamamını yeterli çözünürlükte görüyorsa.
• Bütçe ve kurulum süresi öncelikliyse ve hat hızı flaşlı alan taramaya izin veriyorsa.
• Hareketin düzenli olmadığı, hızın sürekli değiştiği ve enkoder bağlanamayan durumlarda.

Geniş enli akan malzemede flaşlı alan tarama kameralar da kullanılabilir ve maliyeti daha düşüktür. Ancak 200 cm gibi bir ende eşit aydınlatma sağlamak ve ardışık kareleri boşluksuz birleştirmek zorlaşır. Bu yüzden kesin karar, keşifte gerçek malzeme üzerinde yapılan optik testten sonra verilir.

Kurulumda sık yapılan hatalar

• Kamera satırı ile ışık şeridinin hizasız olması: satırın bir ucu aydınlık, diğer ucu karanlık kalır.
• Enkoder yerine zamanlayıcıyla tetikleme: hız değişince ölçek bozulur.
• Bindirme payı bırakmamak: iki kameranın sınırına denk gelen küçük hata ikisinde de yarım görünür.
• Toz ve hav korumasını unutmak: tekstilde lens ve ışık yüzeyi hızla kirlenir, yanlış alarm artar.
• Hat hızını katalogdan almak: gerçek maksimum hız sahada ölçülmelidir.

Ölçüm odaklı projelerde lens seçimi de çözünürlük kadar önemlidir; bunu telesentrik lens yazımızda ele aldık.

Sık sorulan sorular

Line-scan kamera nedir?

Görüntüyü tek bir piksel satırı hâlinde alan ve malzeme ilerledikçe satırları birleştirerek kesintisiz görüntü oluşturan endüstriyel kameradır. Kumaş, kâğıt, film ve sac gibi sürekli akan, geniş enli malzemenin muayenesinde kullanılır.

Line-scan mi area-scan mi seçilmeli?

Malzeme sürekli akıyor ve geniş ise çizgi tarama; parça duruyor, ayrık geliyor ya da dar ise alan tarama genellikle doğru seçimdir. Geniş enli akan malzemede flaşlı alan tarama daha ucuzdur ama eşit aydınlatma ve kare birleştirme zorlaşır; karar optik testle verilir.

Gerekli satır hızı nasıl hesaplanır?

Hat hızı boyuna çözünürlüğe bölünür. Saniyede 1000 mm ilerleyen hatta 0,2 mm/piksel çözünürlük için 5000 satır/saniye, yani 5 kHz gerekir. Kamera bu değerin üzerinde pay bırakılarak seçilir.

Line-scan kameraya neden enkoder bağlanır?

Satır tetiklemesini hatın gerçek ilerlemesine bağlamak için. Hız değişse de her satır aynı mesafeye karşılık gelir, görüntü uzayıp kısalmaz ve enkoder sayımı hatanın metre cinsinden konumunu da verir.