机器视觉表面检测解决方案-机器视觉表面检测-表面检测设备

　　关键词：机器视觉表面检测/机器视觉检测设备/机器视觉检测解决系统/机器视觉检测解决方案/表面瑕疵检测

　　描述：机器视觉解决方案(表面外观缺陷检测)随着经济的快速发展,市场上已经对制造业的产品质量要求也越来越高,除开要求满足实用性能外,还要有良好的外观,即良好的表现。

　　工业产品的表面缺陷对产品的美感、舒适性和性能都有负面影响，因此生产企业对产品的表面缺陷进行及时的缺陷进行检测，机器视觉的检测方法可以克服人工检测采样率低、精度低、实时性差、效率低、劳动强度高等缺点，在现代工业中得到越来越广泛的研究和应用。

　　方法以机器视觉表面缺陷检测为研究对象，在广泛研究和发展成果的基础上，综述机器视觉在表面缺陷检测领域的应用。分析了典型机器视觉表面缺陷检测系统的工作原理和基本结构，阐述了表面缺陷视觉检测的研究现状、现有的视觉软硬件平台，总结了与机器视觉检测相关的理论和算法，如图像预处理算法、图像分割算法、图像特征提取和选择算法、图像识别算法等。总结了各主要方法的基本思想、特点和局限性，并对今后可能的发展方向进行了展望。

　　结果在机器视觉表面缺陷检测系统中，图像处理和分析算法是一个重要的组成部分，每种算法各有优缺点和自适应范围，如何提高算法的准确性、实时性和鲁棒性一直是研究人员努力的方向。结论机器视觉是人类视觉的仿真，机器视觉表面检测涉及多个学科和理论，如何在自动化和智能化的方向进一步发展检测，需要更深入的研究。

　　1、表面缺陷检测

　　机器视觉技术是一种无接触、无损伤的自动检测技术，是实现设备自动化、智能化和精密控制的有效手段，具有安全可靠、光谱响应范围宽、可在恶劣环境下长时间工作和生产效率高等突出优点。机器视觉检测系统通过适当的光源和图像传感器(CCD摄像机)获取产品的表面图像，利用相应的图像处理算法提取图像的特征信息，然后根据特征信息进行表面缺陷的定位、识别、分级等判别和统计、存储、查询等操作;

　　2、机器视觉表面缺陷检测系统基本组成

　　主要包括图像获取模块、图像处理模块、图像分析模块、数据管理及人机接口模块。

　　图像获取模块由工业相机、光学镜头、光源及其夹持装置等组成，其功能是完成产品表面图像的采集。在光源的照明下，通过光学镜头将产品表面成像于相机传感器上，光信号先转换成电信号，进而转换成计算机能处理的数字信号。目前工业用相机主要基于CCD或CMOS芯片的相机。CCD是目前机器视觉最为常用的图像传感器。

　　机器视觉光源直接影响到图像的质量，其作用是克服环境光干扰，保证图像的稳定性，获得对比度尽可能高的图像。目前常用的光源有卤素灯、荧光灯和发光二级管(LED)。LED光源以体积小、功耗低、响应速度快、发光单色性好、可靠性高、光均匀稳定、易集成等优点获得了广泛的应用。

　　由光源构成的照明系统按其照射方法可分为明场照明与暗场照明、结构光照明与频闪光照明。明场与暗场主要描述相机与光源的位置关系，明场照明指相机直接接收光源在目标上的反射光，一般相机与光源异侧分布，这种方式便于安装;暗场照明指相机间接接收光源在目标上的散射光，一般相机与光源同侧分布，它的优点是能获得高对比度的图像。结构光照明是将光栅或线光源等投射到被测物上，根据它们产生的畸变，解调出被测物的3维信息。频闪光照明是将高频率的光脉冲照射到物体上，摄像机拍摄要求与光源同步。

　　图像处理模块主要涉及图像去噪、图像增强与复原、缺陷的检测和目标分割。由于现场环境、CCD图像光电转换、传输电路及电子元件都会使图像产生噪声，这些噪声降低了图像的质量从而对图像的处理和分析带来不良影响，所以要对图像进行预处理以去噪。图像增强目的是针对给定图像的应用场合，有目的地强调图像的整体或局部特性，将原来不清晰的图像变得清晰或强调某些感兴趣的特征，扩大图像中不同物体特征之间的差别，抑制不感兴趣的特征，使之改善图像质量、丰富信息量，加强图像判读和识别效果的图像处理方法。图像复原是通过计算机处理，对质量下降的图像加以重建或复原的处理过程。图像复原很多时候采用与图像增强同样的方法，但图像增强的结果还需要下一阶段来验证;而图像复原试图利用退化过程的先验知识，来恢复已被退化图像的本来面目，如加性噪声的消除、运动模糊的复原等。图像分割的目的是把图像中目标区域分割出来，以便进行下一步的处理。

　　3、表面缺陷检测应用

　　应用的领域十分的广泛，主要包括钢铁冶金，有色金属加工，高精铜板带，铝板带，铝箔，不锈钢制造，电子素材，无纺布，织物，玻璃，纸张，薄膜等领域。

　　为什么要使用表面缺陷检测系统呢?

　　保证产品质量，改善生产工艺，减少人工成本

　　线扫描表面缺陷检测系统主要构成：

　　视觉采集部主要包括线阵相机，镜头，光源，图像采集卡。

　　系统支架部分包括：相机支架，光源支架，和操作台支架。

　　电气部分(通信/控制部)包括编码器，运动控制卡或者PLC，也有可能会有马达等。

　　其他：各种电线电缆，CL线，电源线，各种SMPS，照明控制器等等。

　　4、机器视觉表面缺陷检测解决方案功能特点：

　　1.自动快速缺陷检测，提高生产效率；

　　2.降低次品率、节省原材料、降低平均成本；

　　3.检测精度高，误报率低；

　　4.配合自动化生产线，集成度高，实现自动检测、自动处理；

　　5.可实现7*24小时稳定工作，极大降低工人劳动强度