1. 问题定义
检测对象：金属圆棒。检测类型：掉边、斑点、螺旋纹、粗磨。像素精度要求：0.02mm/pixel。
工件特征决定了两处难点：
- 几何难点 ：回转体外圆面法线方向连续变化，单幅面阵图像上同时包含正对相机的区域与掠射区域，前者易过曝、后者易欠曝，同一套照明无法兼顾。
- 材质难点 ：金属镜面表面以定向反射为主，相机接收的是光源的反射像。缺陷为微弱几何起伏，在定向反射条件下信噪比低。
两者的共同点是：缺陷信号与正常纹理信号在同一成像维度 （灰度）上叠加，阈值无法分离。提高分辨率或光强只会同时放大两者。
2. 原理
常规面阵成像采样的是「一个面的亮度分布」。线扫成像改为采样「一条线的亮度，并按时间顺序拼接」------把空间维度的一部分转换成时间维度。
在圆棒匀速旋转的前提下，相机沿轴向逐行采集，行频与转速匹配。每一行对应圆棒表面的一小段圆周位置；圆棒转满一圈，所有行按顺序拼接为一幅外圆面展开图，覆盖 360°。
这个变换带来两个直接收益：
- 每一行的成像时刻，工件表面相对光源与相机的姿态一致，避免了单幅图像内的曝光不均；
- 整圆周由同一次连续扫描构成，不存在相机间的拼接缝与亮度跳变。
照明侧采用低角度线形光。入射角越小，平整表面的反射光越偏离相机光轴，进入相机的光量越低；表面出现微小凹凸时局部反射方向改变，进入相机的光量上升，几何起伏被转换为灰度对比。这一侧的重点是「把起伏变成对比度」，与「把表面照亮」是两回事。
3. 实施流程
- 相机选型 ：4K 线扫相机，行频需与圆棒转速、目标精度匹配；
- 镜头选型 ：FA 镜头，工作距离与视野按圆棒直径与长度确定；
- 光源选型 ：LN5 线形光源，低角度安装，入射角度按缺陷类型整定；
- 运动配置 ：圆棒匀速旋转工位，转速与行频同步标定；
- 采图 ：逐行扫描，单次扫描输出完整外圆面展开图（360°）；
- 缺陷判定 ：在展开图上做缺陷定位与分类。
4. 结果验证
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| 缺陷 | 成因 | 线扫成像下的表现 |
| 掉边 | 端面或棱边缺损，多由加工磕碰造成 | 棱边轮廓明显缺失或突变，与正常棱边边界差异清晰 |
| 斑点 | 原材料残留氧化皮或杂质，多呈不规则片状 | 明显深于背景的暗斑，边界不规则，灰度对比显著 |
| 螺旋纹 | 车削加工产生的螺旋状纹路 | 展开为规则斜向线条，密集且有规律 |
| 粗磨 | 加工初期纹路缺陷，粗糙、方向性强 | 大面积、深浅不一的纹理，与精磨表面均匀灰度形成对比 |
一个值得记录的现象：螺旋纹在三维空间中是螺旋线，经圆周展开后变为斜向直线。这不是缺陷形态变了，而是坐标变换的结果。做算法时如果按曲线检测去处理，会走弯路。
5. 可复用结论
- 按缺陷维度选型 ：形貌类缺陷（掉边、螺旋纹、粗磨）依赖几何起伏的灰度对比，灰度类缺陷（斑点）依赖反射率差异。两类缺陷对光照角度与均匀性的要求不同，混检时需分别整定照明，不能共用一套参数。
- 回转体优先考虑展开 ：圆柱面工件用「旋转 + 线扫」可以一次拿到 360° 连续图像，避开了面阵方案的多相机拼接与曝光不均问题。
- 运动精度决定上限 ：转速波动在展开图上表现为轴向拉伸或压缩，形态与「缺陷变宽」相似，容易误判。行频与转速必须同步标定。
- 判据要可量化 ：以缺陷与背景对比度是否稳定高于噪声为准，不以「放大后能否辨识」为准。
- 参数不通用 ：直径、转速、表面粗糙度变化后，行频、照明角度、曝光需重新匹配。