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 > 数字增益或激光功率

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。

    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。

  • 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。

  • 如曝光时间已达最大值，但激光线仍太暗，请调大模拟增益。

  • 如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。

    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。

  • 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。

  • 如总曝光时间已达最大值，但激光线仍太暗，请调大模拟增益。

  • 如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. 将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曝光设置中总曝光时间应设置的值。

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

  4. 在总曝光时间中，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，请双击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. 将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曝光设置中曝光时间3应设置的值。

  8. 将曝光模式设置为HDR，双击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。

      • 调小第一阈值或第二阈值（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）。

  • 如曝光时间/总曝光时间已达最大值，但激光线仍太暗，可调大模拟增益。

  • 如模拟增益已达最大值，但激光线仍太暗，请调大数字增益或激光功率。

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。

与模拟增益相比，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

如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

设置感兴趣区域。

Z向感兴趣区域

参数说明

设置Z向感兴趣区域后，将仅保留原始图像的中间部分，最上和最下的部分将被裁剪。

设置Z向感兴趣区域可减少需要处理的数据量，提升最大扫描速率。

可见级别

初级、专家、大师

参数取值

选项为裁剪后图像高度相对于裁剪前图像高度的比例。

  • 1（默认值）

  • 1/2

  • 1/4

  • 1/8

  • 1/16

调节说明

Z向感兴趣区域缩减原始图像的高度，但不改变其宽度。请根据激光线所在范围调节，保证所需的激光线不被裁剪。

其他条件完全相同，Z向感兴趣区域不同的原始图像对比图如下所示：

Z向感兴趣区域：1 Z向感兴趣区域：1/2 Z向感兴趣区域：1/4

full image height

half image height

quarter image height

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。

最小灰度与其他参数之间的相互影响如下。

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。

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。

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。

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。

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。

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：

  • True：应用已添加的掩膜。

  • False：不应用已添加的掩膜。

调节说明

双击编辑，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，可编辑掩膜或删除掩膜。

  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，启用掩膜参数的值将自动变为True。如不需要应用掩膜，请将该参数的值改为False。

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，启用掩膜参数的值将自动变为True。如不需要应用掩膜，请将该参数的值改为False。

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，启用掩膜参数的值将自动变为True。如不需要应用掩膜，请将该参数的值改为False。

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：

  • True：将倾斜校正结果应用至轮廓线。

  • False：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

详细操作说明见下方的进行倾斜校正。

进行倾斜校正

该工具用于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。

如下图所示，轮廓测量仪绕Y轴的旋转，会导致采集的轮廓线的倾斜角度与实际不符。

无旋转

绕Y轴旋转

轮廓测量仪

camera horizontal line

camera tilt 1

camera tilt 2

采集的轮廓线

capture image 1

capture image 2

capture image 3
使用前提

进行倾斜校正需满足以下前提：

  • 推荐使用表面包含平整区域的目标物体。

  • 可采集到该平整区域较完整的轮廓线。如轮廓线不完整，请先参考轮廓模式调节其他参数。

  • 应保持目标物体相对轮廓测量仪静止不动，并采集目标物体上平整区域的轮廓线。

操作步骤

请执行以下步骤进行倾斜校正：

  1. 双击倾斜校正右侧的编辑，打开倾斜校正窗口。

  2. 选中检测区域并拖拽，调节检测区域的位置。调节时，应满足以下标准：

    两个检测区域框选的轮廓线，应对应目标物体上位于同一平面的两个位置。请参考以下示例：

    目标物体 tilt correction target object

    检测区域

    正确

    错误

    tilt correction detection areas 1

    tilt correction detection areas 4

    tilt correction detection areas 2

    tilt correction detection areas 3
    检测区域可以重叠。

  3. 选中检测区域后，拖拽其上的锚点，调节检测区域的宽度。调节时，请参考以下标准：

    在满足上一条标准的基础上，检测区域可以尽可能宽，以提供更多的数据用于倾斜校正。

  4. 在倾斜角度下的期望倾斜角度中，输入检测区域中的轮廓线在校正后应达到的角度。

    正值为逆时针旋转，负值为顺时针旋转。可输入的值范围为-45°~45°。
    期望倾斜角度的输入示例

    如下图所示的目标物体放置在水平面上：

    tilt target object angle

    检测区域位置不同时，应输入的期望倾斜角度如下：

    检测区域 期望倾斜角度

    tilt correction detection areas 1

    0°

    tilt correction detection areas 4

    30°

  5. 单击校正，左侧图像区中的绿线代表校正后旋转至期望倾斜角度的轮廓线。确认该轮廓线是否符合要求：

    • 如符合要求，单击应用，将应用倾斜校正结果并关闭当前窗口。

    • 如不符合要求，请重复步骤2至5。

  6. 在轮廓模式下重新采集数据，并切换至轮廓线，查看校正效果。

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：

  • True：将高度校正结果应用至轮廓线。

  • False：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

详细操作说明见下方的进行高度校正。

进行高度校正

该工具用于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。

如下图所示，轮廓测量仪绕X轴的旋转，会导致采集的轮廓线中两处的高度差与实际不符。

无旋转 绕X轴旋转

轮廓测量仪

profiler vertical

profiler leaning 1

采集的轮廓线

height correction profile 1

height correction profile 2
使用前提

进行高度校正需满足以下前提：

  • 推荐使用量块等尺寸已知且表面平整的目标物体，并将目标物体置于水平面上。

  • 可采集到目标物体较完整的轮廓线。如轮廓线不完整，请先参考轮廓模式调节其他参数。

  • 应保持目标物体相对轮廓测量仪静止不动。

  • 确定用于计算高度差的两个表面（如量块上表面和放置量块的水平面），并确定两个表面的实际高度差。

操作步骤

请执行以下步骤进行高度校正：

  1. 双击高度校正右侧的编辑，打开高度校正窗口。

  2. 选中检测区域并拖拽，调节检测区域的位置。调节时，应满足以下标准：

    两个检测区域框选的轮廓线，应分别对应用于计算高度差的两个表面。

    用于计算高度差的两个表面

    height correction target object

    检测区域

    正确

    错误

    height correction detection areas 1

    height correction detection areas 2

    height correction detection areas 3

  3. 选中检测区域后，拖拽其上的锚点，调节检测区域的宽度。调节时，请参考以下标准：

    在满足上一条标准的基础上，检测区域可以尽可能宽，以提供更多的数据用于高度校正。

  4. 在高度差下的实际高度差中，输入两个表面的实际高度差。

    实际高度差的最小值为0.01mm，最大值为轮廓测量仪的Z轴测量范围。

  5. 单击校正，左侧图像区中的绿线代表经高度校正后的轮廓线。确认该轮廓线是否符合要求：

    • 如符合要求，单击应用，将应用高度校正结果并关闭当前窗口。

    • 如不符合要求，请重复步骤2至5。

  6. 在轮廓模式下重新采集数据，并切换至轮廓线，查看校正效果。

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