静止拍得清清楚楚,一上产线工件就变形:圆孔变椭圆,方料变梯形。这不是镜头畸变,也不是算法,是快门。
卷帘的物理过程
卷帘快门逐行曝光,相邻行之间有行周期,整帧读完要几十毫秒。工件在这段时间里一直动,不同行记录的是不同时刻的位置。结果就是:运动方向被拉伸或压缩,垂直于运动方向不变。
算一下有多大
整帧读出 30 ms,传送带 0.2 m/s,首末行之间工件移动了 6 mm。在 100 mm 视野里这是 6% —— 圆孔会变成明显的椭圆。想靠标定或算法校正?形变量取决于速度与读出时间的乘积,每一帧都可能不同,没有稳定的模型可依。
| 快门 | 曝光方式 | 运动场景 | 代价 |
|---|---|---|---|
| 全局快门 | 所有像素同时曝光 | 可以,首选 | 灵敏度略低,价格高 |
| 卷帘快门 | 逐行曝光 | 只在静止或极低速时可用 | 运动方向几何失真不可校正 |
做法
- 工件在动,一律选全局快门。这条没有变通。
- 纯静态检测(工装定位后拍照)可以用卷帘,灵敏度更好、价格更低。
- 如果手上只有卷帘相机:降速、缩短曝光都没用。行间时间差由读出速度决定,不随曝光时间变;唯一有效的办法是让工件在曝光期间完全静止。
边界
全局快门不是万能的:高速全局相机受接口带宽限制,帧率上不去;高分辨率下灵敏度更低,需要更强的光。选型时把「运动速度 × 允许形变」先算出来(算法见相机分辨率怎么反推),再决定要不要为全局快门付这笔钱。
卷帘的形变是几何失真,不能靠算法校正,只能换相机。