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在生產(chǎn)過(guò)程中，產(chǎn)品表面易產(chǎn)生劃痕、劃痕、輥印、凹坑、粗糙、起皺等外觀缺陷，目前靠人工檢測(cè)已不能滿足工藝及精度要求。利用工業(yè)視覺檢測(cè)技術(shù)原理進(jìn)行工業(yè)缺陷檢測(cè)。

一般機(jī)器視覺系統(tǒng)：相機(jī)、鏡頭、光源、運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。

視覺工業(yè)檢測(cè)一般分為工件尺寸測(cè)量與定位、表面缺陷檢測(cè)、各種Logo標(biāo)記的檢測(cè)與識(shí)別。

尺寸測(cè)量主要是檢測(cè)物體的長(zhǎng)、寬、高，比較常見主要是物體的二維尺寸（寬和高）檢測(cè)。

表面缺陷檢測(cè)的主要是對(duì)物體表面部分的物理或化學(xué)性質(zhì)不勻稱的區(qū)域，比較常見的有金屬或塑料制品表面的劃痕(例如：手機(jī)外殼/屏幕表面的劃痕)、斑點(diǎn)和孔洞(例如：PCB板表面的漏焊或多重焊)、紙張表面的色差、污漬、破損、壓痕、凸起、非金屬產(chǎn)品表面的雜質(zhì)、破損、污漬、光滑等等。

Logo標(biāo)識(shí)的檢測(cè)與識(shí)別，主要是Logo標(biāo)識(shí)印刷是否正確、是否完整。

視覺檢測(cè)系統(tǒng)的基本組成部分主要包括圖像采集、圖像處理與分析、數(shù)據(jù)管理和人機(jī)交互(其中部分分為攝像頭、光源、鏡頭、圖像采集卡和視覺處理系統(tǒng)五個(gè)部分)。在圖像獲取模塊中，硬件部分主要包括光源，相機(jī)，鏡頭，圖像采集卡等。圖像的處理分析，軟件算法部分主要包括圖像的預(yù)處理與檢測(cè)處理，預(yù)處理對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行加工，使我們需要的圖像特征更加明顯；檢測(cè)處理是根據(jù)圖像特征對(duì)損傷、尺寸進(jìn)行檢測(cè)。數(shù)據(jù)管理和人機(jī)交互，檢測(cè)對(duì)象是否合格，根據(jù)實(shí)際需要去哪里。

一、硬件選型

1、光源的選擇

光源是基礎(chǔ)，打光是藝術(shù)。一個(gè)好的打光效果，基本決定了視覺檢測(cè)成功的一大半。

合理選擇光源，直接影響輸入圖像數(shù)據(jù)的質(zhì)量和應(yīng)用效果。針對(duì)每個(gè)不同的應(yīng)用案例與環(huán)境，需要選擇相應(yīng)的光源與合理的照明方式，以求達(dá)到最好的應(yīng)用效果。

（1）光源可分為可見光和不可見光。

常用的幾種可見光源有LED燈、螢光燈、鹵素?zé)簦ü饫w光源)、特殊光源。

LED燈：

1. 壽命大約為10000-30000小時(shí)。
2. 多個(gè)發(fā)光二極管可以實(shí)現(xiàn)高亮度，不同形狀可以同時(shí)組合；
3. 反應(yīng)速度快，可根據(jù)需要選擇波長(zhǎng)，可制作各種顏色。

螢光燈：

1. 使用壽命大約1500－3000小時(shí)；
2. 優(yōu)勢(shì)：擴(kuò)散性好，適宜大面積均勻照射；
3. 缺點(diǎn)：反應(yīng)遲鈍，色澤暗淡。

光纖鹵素?zé)簦?/span>

1. 使用壽命大約1000小時(shí)；
2. 優(yōu)點(diǎn)：亮度高；
3. 缺陷：響應(yīng)速度慢，光亮度和色溫變化不大。

（2）按照射方式不同可分為背向照明、前向照明、結(jié)構(gòu)光和頻閃光照明等。

背光是將被測(cè)物體放置在光源和攝像機(jī)之間。其優(yōu)點(diǎn)是可以獲得高對(duì)比度的圖像，圖像效果是被測(cè)物體的黑白輪廓，常用于尺寸測(cè)量；

前向光是光源和攝像機(jī)位于被測(cè)物的同側(cè)，這種方法安裝方便，主要用于探測(cè)物體表面的細(xì)節(jié)、缺陷和劃痕等。

結(jié)構(gòu)性照明就是在被測(cè)物體上投射光柵或線束等光源，根據(jù)它們產(chǎn)生的畸變來(lái)解調(diào)被測(cè)物體的三維信息。

頻閃照明是將高頻光脈沖照射到物體上，相機(jī)拍攝需要與光源同步進(jìn)行。

（3）按照照明方式可分為穹形光源、環(huán)形光源、平行光源、同軸光源、點(diǎn)光源、低角度光源、線光源、光柵等。

選取光源角度：根據(jù)所期望的影像效果，選取不同角度的光源。

穹形光源，主要用于球型或曲面物體的缺陷檢測(cè)、不平坦的光滑表面字符的檢測(cè)、金屬或鏡面的表面檢測(cè)。如玻璃瓶、滾珠、小工件表面、塑料或鋁制容器等。

環(huán)形光照射，多用于集成電路料帶與管腳字符、金屬工件刻印字符、光滑表面劃痕、瓶口尺寸或裂痕、平面工件表面質(zhì)量檢測(cè)。

條形光源(可控照明，紅、藍(lán)、綠單色光源)又稱條形燈，是從側(cè)面照明的一種照明光源。常用的角度是45度，還有一個(gè)更小的角度。側(cè)燈可以避免正面照明造成的強(qiáng)烈反射，同時(shí)突出邊緣。在尺寸測(cè)量、外觀檢測(cè)等方面都是應(yīng)用十分廣泛的照明方式。常用于:LCD缺陷檢測(cè)、包裝文字檢測(cè)、包裝膜破損檢測(cè)、紙張質(zhì)量檢測(cè)、常規(guī)印刷質(zhì)量檢測(cè)、制造裂紋檢測(cè)、電子元器件形狀識(shí)別和尺寸測(cè)量、各種線陣檢測(cè)等。

采用同軸光照射，圖像效果為明亮背景上的黑色特征，可用于檢測(cè)反射嚴(yán)重的平面物體，強(qiáng)化不同角度的表面特征，增強(qiáng)表面紋理(劃痕、凹陷、印痕)，減少陰影。例如對(duì)金屬、玻璃等光潔表面的劃痕和瑕疵的檢測(cè)，對(duì)芯片和硅片的損壞的檢測(cè)，對(duì)金屬零件的沖孔檢測(cè)，對(duì)線路板的焊點(diǎn)和符號(hào)的檢測(cè)，對(duì)集成電路的管腳的檢測(cè)。

高角度照射，整個(gè)圖像明亮，適合表面不反光的物體；

低角照射，圖像背景為黑色，特征為白色，能突出物體輪廓和表面凹凸變化；

多角度照明，整體圖像效果柔和，適合曲面物體檢測(cè)；

a>考慮光源顏色和背景顏色：

使用與被測(cè)物體同色的光會(huì)使圖像變亮(例如紅光使紅色物體變亮)；使用與被測(cè)物體顏色系統(tǒng)相反的光會(huì)使圖像變暗(例如，紅光會(huì)使藍(lán)色物體變暗，藍(lán)光會(huì)照亮黃色物體使其呈現(xiàn)黑色)。

波長(zhǎng)越長(zhǎng)，穿透能力越強(qiáng)；波長(zhǎng)越短，擴(kuò)散能力越強(qiáng)。紅外線穿透性強(qiáng)，適用于檢測(cè)透光率差的物體，如棕色口服液中的雜質(zhì)。紫外線對(duì)表面細(xì)微特征比較敏感，適合檢測(cè)對(duì)比度不夠明顯的地方，比如食用油瓶子上的文字檢測(cè)。

b>選擇光源的形狀和尺寸：

主要分為圓形、方形和條形。一般選用與被測(cè)物體形狀相同的光源，光源形狀以測(cè)試效果為準(zhǔn)。光源的大小選擇要保證整個(gè)視野內(nèi)的光線對(duì)稱，最好比視野稍大一些。

b>選擇是否用漫射光源：

如果被測(cè)物體表面反射，最好選擇漫反射光源。多角度漫射照明使被測(cè)物體表面整體亮度均勻，圖像背景柔和，檢測(cè)特征不受背景干擾。