機(jī)器視覺檢測(cè)

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1、機(jī)器視覺檢測(cè)一、概念視覺檢測(cè)是指通過機(jī)器視覺產(chǎn)品（即圖像攝取裝置，分CMOS和CCD兩種）將被攝取目標(biāo)轉(zhuǎn)換成圖像信號(hào)，傳送給專用的圖像處理系統(tǒng)，根據(jù)像素分布和亮度、顏色等信息，轉(zhuǎn)變成數(shù)字化信號(hào)；圖像系統(tǒng)對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行各種運(yùn)算來抽取目標(biāo)的特征，進(jìn)而根據(jù)判別的結(jié)果來控制現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備動(dòng)作。機(jī)器視覺檢測(cè)的特點(diǎn)是提高生產(chǎn)的柔性和自動(dòng)化程度。二、典型結(jié)構(gòu)五大塊：照明、鏡頭、相機(jī)、圖像采集卡、軟件1.照明照明是影響機(jī)器視覺系統(tǒng)輸入的重要因素，它直接影響輸入數(shù)據(jù)的質(zhì)量和應(yīng)用效果。目前沒有通用的照明設(shè)備，具體應(yīng)用場(chǎng)景選擇相應(yīng)的照明

2、裝置。照射方法可分為：分類具體說明優(yōu)點(diǎn)背向照明被測(cè)物放在光源和攝像機(jī)之間能獲得高對(duì)比度的圖像前向照明光源和攝像機(jī)位于被測(cè)物的同側(cè)便于安裝結(jié)構(gòu)光將光柵或線光源等投射到被測(cè)物上，根據(jù)它們產(chǎn)生的畸變，解調(diào)出被測(cè)物的三維信息頻閃光照明將高頻率的光脈沖照射到物體上，攝像機(jī)拍攝要求與光源同步2.鏡頭鏡頭的選擇應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：焦距、目標(biāo)高度、影像高度、放大倍數(shù)、影響至目標(biāo)的距離、中心點(diǎn)/節(jié)點(diǎn)、畸變。3.相機(jī)按照不同標(biāo)準(zhǔn)可分為：標(biāo)準(zhǔn)分辨率數(shù)字相機(jī)和模擬相機(jī)等。要根據(jù)不同的實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)合選不同的相機(jī)和高分辨率相機(jī)：線掃描CCD和面

3、陣CCD；單色相機(jī)和彩色相機(jī)。為優(yōu)化捕捉到的圖像，需要對(duì)光圈、對(duì)比度和快門速度進(jìn)行調(diào)整。4.圖像采集卡圖像采集卡是圖像采集部分和圖像處理部分的接口。將圖像信號(hào)采集到電腦中，以數(shù)據(jù)文件的形式保存在硬盤上。通過它，可以把攝像機(jī)拍攝的視頻信號(hào)從攝像帶上轉(zhuǎn)存到計(jì)算機(jī)中。5.軟件視覺檢測(cè)系統(tǒng)使用軟件處理圖像。軟件采用算法工具幫助分析圖像。視覺檢測(cè)解決方案使用此類工具組合來完成所需要的檢測(cè)。是視覺檢測(cè)的核心部分，最終形成缺陷的判斷并能向后續(xù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出指令。常用的包括，搜索工具，邊界工具，特征分析工具，過程工具，視覺打印工

4、具等。三、關(guān)鍵——光源的選擇1.光源選型基本要素：對(duì)比度機(jī)器視覺應(yīng)用的照明的最重要的任務(wù)就是使需要被觀察的特征與需要被忽略的圖像特征之間產(chǎn)生最大的對(duì)比度，從而易于特征的區(qū)分。好的照明應(yīng)該能夠保證需要檢測(cè)的特征突出于其他背景。亮度當(dāng)光源不夠亮?xí)r的缺點(diǎn)。第一，相機(jī)的信噪比不夠；由于光源的亮度不夠，圖像的對(duì)比度必然不夠，在圖像上出現(xiàn)噪聲的可能性也隨即增大。其次，光源的亮度不夠，必然要加大光圈，從而減小了景深。另外，當(dāng)光源的亮度不夠的時(shí)候，自然光等隨機(jī)光對(duì)系統(tǒng)的影響會(huì)最大。魯棒性光源是否對(duì)部件的位置敏感度最小。當(dāng)光源放

5、置在攝像頭視野的不同區(qū)域或不同角度時(shí)，結(jié)果圖像應(yīng)該不會(huì)隨之變化。方向性很強(qiáng)的光源，增大了對(duì)高亮區(qū)域的鏡面反射發(fā)生的可能性，這不利于后面的特征提取。2.光源類型類型特點(diǎn)應(yīng)用環(huán)形光源提供不同照射角度以及不同顏色，能夠突出物體全面信息。LED陣列的密度高、亮度大。且排列布陣空間緊湊，節(jié)省空間。PCB基板檢測(cè)、IC元件檢測(cè)背光源在物體的背光面，采用高強(qiáng)度的LED陣列做光源?？梢酝怀鐾庑屋喞卣?。電子元件，膠片污點(diǎn)檢測(cè)條形光源照射角度可以隨意安裝，適用于方形結(jié)構(gòu)或者是大物件的檢測(cè)。圖像掃描、LED面板檢測(cè)同軸光源采用分光

6、鏡設(shè)計(jì)，可以減少陰影帶來的困擾，使得光源能夠均勻照射在物體表面，提高成像清晰度。適用于表面凹凸不平不完整的物體四、圖像采集過程1工件定位檢測(cè)器探測(cè)到物體已經(jīng)運(yùn)動(dòng)至接近攝像系統(tǒng)的視野中心，向圖像采集部分發(fā)送觸發(fā)脈沖，可分為連續(xù)觸發(fā)和外部觸發(fā)。2圖像采集部分按照事先設(shè)定的程序和延時(shí)，分別向攝像機(jī)和照明系統(tǒng)發(fā)出啟動(dòng)脈沖。3攝像機(jī)停止目前的掃描，重新開始新的一幀掃描，或者攝像機(jī)在啟動(dòng)脈沖來到之前處于等待狀態(tài)，啟動(dòng)脈沖到來后啟動(dòng)一幀掃描。4攝像機(jī)開始新的一幀掃描之前打開曝光機(jī)構(gòu)，曝光時(shí)間可以事先設(shè)定。5另一個(gè)啟動(dòng)脈沖打開

7、燈光照明，燈光的開啟時(shí)間應(yīng)該與攝像機(jī)的曝光時(shí)間匹配。6攝像機(jī)曝光后，正式開始一幀圖像的掃描和輸出。7圖像采集部分接收模擬視頻信號(hào)通過A/D將其數(shù)字化，或者是直接接收攝像機(jī)數(shù)字化后的數(shù)字視頻數(shù)據(jù)。8圖像采集部分將數(shù)字圖像存放在處理器或計(jì)算機(jī)的內(nèi)存中。9處理器對(duì)圖像進(jìn)行處理、分析、識(shí)別，獲得測(cè)量結(jié)果或邏輯控制值（合格或不合格）。10處理結(jié)果控制流水線的動(dòng)作、進(jìn)行定位、糾正運(yùn)動(dòng)的誤差等。11通過Excel等方式打印缺陷輸出結(jié)果（生產(chǎn)批號(hào)、缺陷位置、坐標(biāo)、面積、類別、產(chǎn)生時(shí)間等信息）五、視覺檢測(cè)分類（1）按照檢測(cè)功能可

8、劃分：定位、缺陷檢測(cè)、計(jì)數(shù)/遺漏檢測(cè)、尺寸測(cè)量。???（2）按照其安裝的載體可分為：在線檢測(cè)系統(tǒng)和離線檢測(cè)系統(tǒng)。??（3）按照檢測(cè)技術(shù)劃分，通常有立體視覺檢測(cè)技術(shù)、斑點(diǎn)檢測(cè)技術(shù)、尺寸測(cè)量技術(shù)、OCR技術(shù)等等。六、視覺檢測(cè)應(yīng)用印刷行業(yè)檢測(cè)利用在線/離線的視覺系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)印刷過程中的質(zhì)量問題，如堆墨、飛墨、缺印/淺印、套印不準(zhǔn)、顏色偏差等，同時(shí)在線設(shè)備可將顏色偏差和墨量多少的檢測(cè)結(jié)果反饋給PL