轮廓模式

本章介绍轮廓模式下的参数。

亮度设置

该分组下的参数影响原始图像中激光线的亮度,从而影响轮廓线、强度图及深度图的质量。

  • 激光线中心的像素灰度值应在200~255的范围内。

  • 推荐的参数调节顺序为:曝光时间 > 模拟增益 > 数字增益激光功率

曝光模式

参数说明

根据目标物体的颜色与材质,选择采集原始图像的曝光模式。

可见级别

初级、专家、大师

参数取值

  • 固定曝光(默认值):适用于拍摄单一材质或颜色的目标物体。

  • HDR:适用于拍摄包含多种材质或颜色的目标物体。

调节说明

选择不同选项后,亮度设置分组中将显示不同的参数供调节:

曝光时间

参数说明

设置采集原始图像的曝光时间。曝光时间影响原始图像中激光线的亮度与宽度,以及轮廓测量仪的最大扫描速率。

曝光时间越长,激光线越亮、越宽,最大扫描速率越低;反之,激光线越暗、越窄,最大扫描速率越高。

可见级别

初级、专家、大师

参数取值

  • 值范围:4~5200μs

  • 调节步长:2μs

  • 默认值:30μs

调节说明

  • 易反光或颜色浅的物体适用较短曝光时间;不易反光或颜色深的物体适用较长曝光时间。

  • 激光线中心的像素灰度值应在200~255的范围内。

    一般情况下,激光线中心有1~2行灰度值为255的像素时,原始图像的亮度比较合适。开启曝光信息开关后,灰度值为255的像素显示为红色,便于确认。更多详细信息,请参考曝光信息、强度曲线和锐度曲线

  • 如激光线过暗,需调大曝光时间;如激光线过亮或过宽,需调小曝光时间

  • 如需提升最大扫描速率,可调小曝光时间并调大模拟增益

  • 曝光时间已达最大值,但激光线仍太暗,请调大模拟增益

  • 曝光时间已达最小值,但激光线仍太亮,请调小激光功率

在数据查看区右上角可确认轮廓测量仪当前的最大扫描速率。

其他条件相同,曝光时间不同的原始图像对比图如下所示:

曝光时间:40μs

exposure time 40

曝光时间:200μs

exposure time 200

曝光时间:1500μs

exposure time 1500

HDR曝光设置

参数说明

设置采集原始图像的曝光时间。曝光时间影响原始图像中激光线的亮度与宽度,以及轮廓测量仪的最大扫描速率。

曝光时间越长,激光线越亮、越宽,最大扫描速率越低;反之,激光线越暗、越窄,最大扫描速率越高。

可见级别

初级、专家、大师

参数取值

  • 值范围:

    • 总曝光时间:12~15600μs

    • 曝光时间1/2/3(仅在选择自定义时可调节):4~5200μs

  • 调节步长:2μs

调节说明

详细操作说明见下方的调节HDR曝光设置

  • 激光线中心的像素灰度值应在200~255的范围内。

    一般情况下,激光线中心有1~2行灰度值为255的像素时,原始图像的亮度比较合适。开启曝光信息开关后,灰度值为255的像素显示为红色,便于确认。更多详细信息,请参考曝光信息、强度曲线和锐度曲线

  • 如激光线过暗,需调大总曝光时间;如激光线过亮或过宽,需调小总曝光时间

  • 如需提升最大扫描速率,可调小总曝光时间并调大模拟增益

  • 总曝光时间已达最大值,但激光线仍太暗,请调大模拟增益

  • 总曝光时间已达最小值,但激光线仍太亮,请调小激光功率

在数据查看区右上角可确认轮廓测量仪当前的最大扫描速率。

调节HDR曝光设置

HDR曝光模式下,每次曝光被分为三个阶段,以保证在原始图像中,不同材质或颜色的区域反射的激光线均能达到合适的亮度。

使用HDR曝光模式时,需借助固定曝光模式确定总曝光时间。

请执行以下步骤调节HDR曝光设置:

  1. 在轮廓模式下,找到目标物体表面材质或颜色最复杂的区域,并采集数据。

  2. 曝光模式设置为固定曝光,并调节曝光时间,使目标物体上最不易过曝区域的激光线亮度符合要求。该处激光线亮度符合要求时的曝光时间值,即为HDR曝光设置总曝光时间应设置的值。

  3. 曝光模式设置为HDR,单击HDR曝光设置右侧的编辑,打开HDR曝光设置窗口。

  4. 总曝光时间中,输入步骤2中确定的曝光时间。

  5. 选择使用预设值,并在下拉框中选择一个预设值。

  6. 单击应用,关闭当前窗口。在轮廓模式下,重新采集数据,并确认原始图像中激光线的亮度。

    • 如激光线亮度符合要求,调节完成。

    • 如激光线亮度不符合要求,请单击HDR曝光设置右侧的编辑,打开HDR曝光设置窗口,并选择其他预设值。

      如激光线亮度仍不符合要求,请选择自定义,并单击应用。然后,执行下一步。

  7. 曝光模式设置为固定曝光,并调节曝光时间,使目标物体上最易过曝区域的激光线在原始图像中刚刚可以看到。此时的曝光时间值,即为HDR曝光设置曝光时间3应设置的值。

  8. 曝光模式设置为HDR,单击HDR曝光设置右侧的编辑,打开HDR曝光设置窗口。

  9. 调节期望比例,直至曝光时间3的值大致等于步骤2中确定的曝光时间。

    三个曝光阶段的时间应满足:曝光时间1 > 曝光时间2 > 曝光时间3

    如完成步骤9后,上述关系不满足,请继续调节期望比例

  10. 单击应用,关闭当前窗口。在轮廓模式下,重新采集数据,并确认原始图像中激光线的亮度。

    • 如激光线亮度符合要求,调节完成。

    • 如激光线中仍存在过曝的部分,请尝试以下解决方案:

      • 适当调大曝光时间1的占比或调小曝光时间3的占比。

      • 调小第一阈值第二阈值(在管理员用户下可见)。

模拟增益

参数说明

调大该参数可提升原始图像的亮度,但将引入噪点。

可见级别

初级、专家、大师

参数取值

  • 1(默认值)

  • 2

  • 3

  • 4

  • 5(LNX-8030无此选项)

调节说明

  • 如激光线较暗,但需提升最大扫描速率,可调大模拟增益并调小曝光时间(固定曝光)/总曝光时间(HDR)。

  • 曝光时间/总曝光时间已达最大值,但激光线仍太暗,可调大模拟增益

  • 模拟增益已达最大值,但激光线仍太暗,请调大数字增益激光功率

模拟增益值过大时,将导致HDR效果变差。

  • LNX-8030:模拟增益值大于等于2.0×时,HDR效果变差。

  • LNX-8080和LNX-8300:模拟增益值大于等于1.9×时,HDR效果变差。

其他条件完全相同,模拟增益不同的原始图像对比图如下所示:

模拟增益:1.0

analog gain 1.0

模拟增益:2.8

analog gain 2.8

数字增益

参数说明

调大该参数可提升原始图像的亮度,但将引入较多噪点。

模拟增益相比,数字增益增加的噪点较多。应仅在模拟增益达到最大值,但激光线仍太暗时,再调节数字增益

可见级别

专家、大师

参数取值

  • 值范围:0~10

  • 默认值:0

调节说明

模拟增益已达最大值,但激光线仍太暗,可调大数字增益

数字增益的值影响最小灰度的最小值:

  • 调大数字增益将同时增大最小灰度的最小值。如最小灰度原本设置的值小于更新后的最小值,其设置值将自动变更为最小值。

  • 调小数字增益将同时减小最小灰度的最小值。

其他条件完全相同,数字增益不同的原始图像对比图如下所示:

数字增益:0

digital gain 0

数字增益:5

digital gain 5

激光功率

参数说明

设置发射激光的功率,将影响原始图像中激光线的亮度。

可见级别

专家、大师

参数取值

  • 值范围:40~100

  • 调节步长:10

  • 默认值:

    • LNX-8030:60

    • LNX-8080:80

    • LNX-8300:95

调节说明

如物体反光或颜色浅,可调小该参数来降低激光线亮度。如物体不反光或颜色深,可调大该参数来提升激光线亮度。

同样功率下,每台设备的激光亮度不完全一致。请根据各设备的实际情况调节。

其他条件完全相同,激光功率不同的原始图像对比图如下所示:

激光功率:50

laser power 50

激光功率:100

laser power 100

感兴趣区域

参数说明

设置X-Z向的感兴趣区域可减少需要处理的数据量,提升数据传输速度和最大扫描速率。

可见级别

初级、专家、大师

参数取值

LNX-7530

LNX-7580

LNX-75300

LNX-8030

LNX-8080

LNX-8300

  • X向宽度(mm)

0.2~35.0

0.2~89.0

0.2~422.0

0.2~37.0

0.2~96.0

0.2~430.0

  • X向中心位置(mm)

0.1~34.9

0.1~88.9

0.1~421.9

0.1~36.9

0.1~95.9

0.1~429.9

  • Z向高度(mm)

2.0~33.0

3.0~93.0

14.0~326.0

2.0~33.0

3.0~112.0

14.0~323.0

调节说明

单击编辑按钮,在轮廓线上调节感兴趣区域。完成调节后,单击确定按钮,保存设置。

也可通过调节上述参数值设置感兴趣区域。

由于硬件限制,原始图像的像素行数需为特定数值的整数倍。如输入的Z向高度参数值对应的像素行数不符合要求,将自动调大。因此,生效的Z向高度参数值可能稍大于输入值。

轮廓线提取

该分组下的参数影响轮廓线的提取结果

最小灰度

参数说明

设置原始图像中有效像素的最小灰度值。灰度值小于该值的像素将不参与轮廓线提取过程。

在原始图像的右下角,可查看光标所在像素的灰度值。如不显示,请勾选视图菜单中的图像信息框

可见级别

专家、大师

参数取值

  • 值范围:(可变)~250

  • 默认值:20

调节说明

该参数决定各激光线中各像素列的有效像素个数,影响激光线宽度

最小灰度的最小值受数字增益的影响:

  • 调大数字增益将同时增大最小灰度的最小值。如最小灰度原本设置的值小于更新后的最小值,其设置值将自动变更为最小值。

  • 调小数字增益将同时减小最小灰度的最小值。

其他条件完全相同,最小灰度不同的轮廓线提取结果对比图如下所示:

最小灰度:20

gray 20

最小灰度:50

gray 50

最小灰度:70

gray 70

激光线最小宽度

激光线宽度为激光线每一列像素的属性,即该列像素中有效像素的个数。

在下图中,该激光线的所选列共有4个有效像素,则该列像素的激光线宽度为4。

intensity explanation

参数说明

设置激光线的最小宽度。如激光线某列像素的宽度小于该值,则该激光线的该列像素不进行轮廓线提取。

可见级别

初级、专家、大师

参数取值

调节说明

设置合适的激光线最大与最小宽度,可排除因杂散光或多重反射产生的过宽或过窄激光线。

激光线最大宽度

激光线宽度为激光线每一列像素的属性,即该列像素中有效像素的个数。

在下图中,该激光线的所选列共有4个有效像素,则该列像素的激光线宽度为4。

intensity explanation

参数说明

设置激光线的最大宽度。如激光线某列像素的宽度大于该值,则该激光线的该列像素不进行轮廓线提取。

可见级别

初级、专家、大师

参数取值

调节说明

设置合适的激光线最大与最小宽度,可排除因杂散光或多重反射产生的过宽或过窄激光线。

提取点选择

参数说明

一列像素中同时存在多条激光线时,根据该参数的值选择用于轮廓线提取的激光线。

目标物体表面的反射情况较复杂时,原始图像中可能因多重反射等原因出现多条激光线。在轮廓线提取过程中,经过其他参数筛选后,一列像素中仍可能有多个候选提取点。该参数用于从每列像素的候选提取点中选出最终的提取点,组成轮廓线。

可见级别

初级、专家、大师

参数取值

  • 强度最大(默认值):选择强度最大的激光线进行轮廓线提取。

  • 最近:选择离轮廓测量仪最近的激光线进行轮廓线提取。

  • 最远:选择离轮廓测量仪最远的激光线进行轮廓线提取。

  • 无效:将该列像素视为无效,轮廓线中该列为空缺。通常用于情况过于复杂导致无法辨别的场景。

调节说明

根据实际需求调节。

边缘选择

参数说明

选择每条激光线中进行轮廓线提取的位置。

请参考轮廓线提取过程了解轮廓线提取过程中该参数的作用。

可见级别

专家、大师

参数取值

  • 上边缘:从激光线上边缘提取轮廓线(下图中蓝线)。

  • 中心(默认值):从激光线中心提取轮廓线(下图中绿线)。

  • 下边缘:从激光线下边缘提取轮廓线(下图中红线)。

edge selection

调节说明

根据目标物体特征和轮廓线与实际物体的相符程度调节。

如目标物体为胶水等透明/半透明物体,可选择上边缘

最小锐度

参数说明

设置激光线的最小锐度。锐度为激光线边缘的清晰程度。

请参考轮廓线提取过程了解轮廓线提取过程中该参数的作用。

可见级别

专家、大师

参数取值

  • 值范围:0~100

  • 默认值:0

调节说明

调大该参数,可排除因杂散光或多重反射产生的较暗、较模糊的激光线。

开启强度和锐度曲线开关后,原始图像下方将显示轮廓线的强度和锐度曲线,辅助调节该参数。更多详细信息,请参考appendix:exposure-info-and-curves.adoc#sharpness-curve

轮廓线处理

该分组下的参数对提取的轮廓线进行处理,提升轮廓线的质量。

滤波器

参数说明

设置滤波器的类型。对轮廓线进行滤波,可减少噪点、使轮廓线更平滑。

可见级别

初级、专家、大师

参数取值

  • 无(默认值):不进行滤波,轮廓线中不存在明显噪点时使用。

  • 均值滤波:进行均值滤波,可使轮廓线更平滑。选择该值时,需设置均值滤波器窗口尺寸

  • 中值滤波:进行中值滤波,适用于减少深度值与其两侧的点相差较大的噪点(如下图所示)。选择该值时,需设置中值滤波器窗口尺寸

    median filter noise

调节说明

根据实际需求调节。

均值滤波器窗口尺寸

参数说明

设置均值滤波器的窗口尺寸。滤波器设置为均值滤波时,需设置该参数。

可见级别

初级、专家、大师

参数取值

  • 2(默认值)

  • 4

  • 8

  • 16

  • 32

调节说明

窗口尺寸越大,平滑程度越高,但也可能导致物体特征失真。

其他条件完全相同,均值滤波器窗口尺寸不同的轮廓线对比图如下所示:

未使用滤波器

mean filter none

均值滤波器窗口尺寸:2

mean filter 2

均值滤波器窗口尺寸:8

mean filter 8

均值滤波器窗口尺寸:32

mean filter 32

中值滤波器窗口尺寸

参数说明

设置中值滤波器的窗口尺寸。滤波器设置为中值滤波时,需设置该参数。

可见级别

初级、专家、大师

参数取值

  • 3(默认值)

  • 5

  • 7

  • 9

调节说明

窗口尺寸越大,减少的噪点越多。

其他条件完全相同,中值滤波器窗口尺寸不同的轮廓线对比图如下所示:

未使用滤波器

median filter none

中值滤波器窗口尺寸:5

median filter 5

中值滤波器窗口尺寸:9

median filter 9

空缺填充

参数说明

设置轮廓线中可被填充的空缺大小。

轮廓线中的空缺包含的连续数据点数不大于该值时,该空缺将被填充。填充数据根据空缺两侧的相邻数据点差值计算(即基于线性插值法计算)。

可见级别

初级、专家、大师

参数取值

  • 值范围:0~16

  • 默认值:0

调节说明

根据所需填充的空缺大小调节。

空缺填充可能使物体边缘等深度变化大的特征失真。可通过调节空缺填充边缘保持减少对此类特征的影响。

其他条件完全相同,空缺填充不同的原始图像对比图如下所示:

空缺填充:0

padding before

空缺填充:5

padding after

空缺填充边缘保持

参数说明

设置填充空缺时对物体边缘的保持程度。

可见级别

初级、专家、大师

参数取值

  • 值范围:1~5

  • 默认值:3

调节说明

如需保留物体边缘等深度变化大的特征,可调大该参数,但被填充的空缺将变少。

重采样

参数说明

选择重采样时需保留的点。

在X方向同一位置可能存在多个Z值不同的点。该参数用于选择在该情况下需要保留的点。

下图展示了两种典型场景:

  • 目标物体不位于视野中心,因此部分侧壁可将激光反射至轮廓测量仪的感光单元。

  • 目标物体位于视野中心,但形状较复杂,部分侧壁可将激光反射至轮廓测量仪的感光单元。

resampling 1

可见级别

专家、大师

参数取值

  • 最近(默认值):保留离轮廓测量仪最近的点(如下图①)。

  • 最远:保留离轮廓测量仪最远的点(如下图②)。

resampling 2

调节说明

根据所需特征所处高度调节。如所需的特征位于目标物体底部(如圆柱体容器的内底面),可选择最远

重采样边缘保持

参数说明

设置重采样时对物体边缘的保持程度。

可见级别

专家、大师

参数取值

  • 值范围:1~5

  • 默认值:3

调节说明

如需保留物体边缘等深度变化大的特征,可调大该参数。

分辨率

设置扫描数据的X轴分辨率。

X轴分辨率

参数说明

设置扫描数据的X方向分辨率,即激光线线长方向上相邻两点之间的距离。

可见级别

初级、专家、大师

参数取值

  • 值范围(μm):

    • LNX-7530:11.0~70.4

    • LNX-7580:28.0~179.2

    • LNX-75300:132.0~844.8

    • LNX-8030:9.0~73.7

    • LNX-8080:23.5~192.5

    • LNX-8300:105.0~860.2

  • 调节步长:0.1μm

各型号轮廓测量仪X方向分辨率默认值,见各型号技术参数

调节说明

如需使扫描数据的X轴分辨率与Y轴分辨率保持一致,但无法通过调节触发信号计数模式等参数调整Y轴分辨率,可调整X轴分辨率。

掩膜

参数说明

使用掩膜遮挡不需要的数据,如噪声、因多重反射产生的激光线等。

可见级别

初级、专家、大师

参数取值

启用掩膜开关:

  • 开关开启时,应用已添加的掩膜。

  • 开关关闭时,不应用已添加的掩膜。

调节说明

单击编辑,打开掩膜工具窗口。详细操作说明见下方的使用掩膜工具

使用掩膜工具

通过掩膜工具,可添加、编辑和删除掩膜。

添加掩膜

请执行以下步骤添加掩膜:

  1. 在左侧工具栏中选择合适的掩膜工具:

    • rectangle:用于添加矩形掩膜。

    • polygon:用于添加多边形掩膜。

  2. 在原始图像上确认需遮挡的数据位置,并绘制掩膜:

    • 矩形掩膜:按住鼠标左键并拖拽。

    • 多边形掩膜:单击鼠标左键添加多边形掩膜的顶点。添加完所需顶点后,按Enter键或单击鼠标右键完成绘制。

      多边形掩膜中,重叠的区域不生效:

      overlapped mask
      • 单击上方的重新采集,可以重新采集添加掩膜后的原始图像,确认遮挡效果。

      • 如掩膜的位置、形状或大小不合适,可编辑掩膜删除掩膜

  3. 所有掩膜添加完成后,单击应用,关闭当前窗口。

    单击应用后,启用掩膜开关将自动开启。如不需要应用掩膜,请关闭该开关。

编辑掩膜

如掩膜的位置、形状或大小不合适,请执行以下步骤编辑掩膜:

  1. 在左侧工具栏中单击 selection

  2. 选中需编辑的掩膜后,进行所需的调节:

    • 移动掩膜位置:选中掩膜并拖拽。

    • 调整矩形掩膜的大小:选中矩形掩膜的一个顶点并拖拽。

    • 调整多边形掩膜的形状:

      • 移动已有顶点:选中多边形掩膜的一个顶点并拖拽。

      • 增加新顶点:在多边形掩膜的一个边上左键单击。

      • 删除已有顶点:选中多边形掩膜的一个顶点并右键单击。

        单击上方的重新采集,可以重新采集编辑掩膜后的原始图像,确认遮挡效果。
  3. 所有编辑完成后,单击应用,关闭当前窗口。

    单击应用后,启用掩膜开关将自动开启。如不需要应用掩膜,请关闭该开关。

删除掩膜

请执行以下步骤删除不合适的掩膜:

  1. 在右边栏的掩膜列表中选中需删除的掩膜,并单击 delete

    如需删除所有掩膜,可单击掩膜列表右侧的清空
  2. 在弹出的窗口中单击确定,删除掩膜。

    单击上方的重新采集,可以重新采集删除掩膜后的原始图像,确认遮挡效果。
  3. 删除完成后,单击应用,关闭当前窗口。

    单击应用后,启用掩膜开关将自动开启。如不需要应用掩膜,请关闭该开关。

校正

该分组中的参数用于校正轮廓线的倾斜角度和高度误差。

倾斜校正

参数说明

校正轮廓线的倾斜角度,该倾斜角度由轮廓测量仪绕Y轴的旋转导致。

可见级别

初级、专家、大师

参数取值

启用倾斜校正开关:

  • 开关开启时,将倾斜校正结果应用至轮廓线。

  • 开关关闭时,不将倾斜校正结果应用至轮廓线。

倾斜校正角度

  • 值范围:-90°~90°

  • 默认值:0°

调节说明

详细操作说明见倾斜校正

高度校正

参数说明

校正轮廓线中的高度误差,该误差由轮廓测量仪绕X轴的旋转导致。

可见级别

初级、专家、大师

参数取值

启用高度校正开关:

  • 开关开启时,将高度校正结果应用至轮廓线。

  • 开关关闭时,不将高度校正结果应用至轮廓线。

高度校正比例

  • 值范围:0.1~8.0

  • 默认值:1

调节说明

详细操作说明见高度校正

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