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2022-07-21 13:56:50 谈球吧(中国)
工业产品的表面缺陷对产品的美观度✺ϟ☇♤♧♡♢♠♣♥、舒适度和使用性能等带来不良影响✤✥❋✦✧✩✰✪✫✬✭✮✯❂✡★✱✲✳✴，所以生产企业对产品的表面缺陷进行检测以便及时发现并加以控制✵✶✷✸✹✺✻✼❄❅。
机器视觉的检测方法可以很大程度上克服人工检测方法的抽检率低⑰⑱⑲⑳⓪⓿❶❷❸❹❺、准确性不高ⓚⓛⓜⓝⓞⓟⓠⓡⓢ、实时性差ⓊⓋⓌⓍⓎⓏⓐⓑⓒⓓⓔⓕⓖⓗⓘⓙ、效率低✺ϟ☇♤♧♡♢♠♣♥、劳动强度大等弊端㈧㈨㈩⑴⑵⑶⑷⑸⑹⑺⑻⑼⑽⑾⑿⒀⒁⒂，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☾☽❄☃，在广泛调研相关文献和发展成果的基础上❋❀⚘☑✓✔√☐☒✗✘ㄨ✕✖✖⋆✢✣，对基于机器视觉在表面缺陷检测领域的应用进行了综述㊀㊁㊂㊃㊄㊅㊆㊇㊈㊉。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⒃⒄⒅⒆⒇⒈⒉⒊⒋⒌⒍⒎⒏⒐⒑⒒⒓、现有视觉软件和硬件平台ⓚⓛⓜⓝⓞⓟⓠⓡⓢ，综述了机器视觉检测所涉及到的图像预处理算法⒃⒄⒅⒆⒇⒈⒉⒊⒋⒌⒍⒎⒏⒐⒑⒒⒓、图像分割算法⒔⒕⒖⒗⒘⒙⒚⒛ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨⅩⅪⅫⅰⅱ、图像特征提取及其选择算法ⅲⅳⅴⅵⅶⅷⅸⅹⒶⒷⒸⒹ、图像识别等相关理论和算法研究⒔⒕⒖⒗⒘⒙⒚⒛ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨⅩⅪⅫⅰⅱ，并对每种主要方法的基本思想♦☜☞☝✍☚☛☟✌✽✾✿❁❃、特点和存在的局限性进行了总结ⅲⅳⅴⅵⅶⅷⅸⅹⒶⒷⒸⒹ，对未来可能的发展方向进行展望웃유ღ♋♂。
结果机器视觉表面缺陷检测系统中❋❀⚘☑✓✔√☐☒✗✘ㄨ✕✖✖⋆✢✣，图像处理和分析算法是重要内容웃유ღ♋♂，算法各有优缺点和其适应范围㈧㈨㈩⑴⑵⑶⑷⑸⑹⑺⑻⑼⑽⑾⑿⒀⒁⒂。如何提高算法的准确性♀☿☼☀☁☂☄、实时性和鲁棒性⒃⒄⒅⒆⒇⒈⒉⒊⒋⒌⒍⒎⒏⒐⒑⒒⒓，一直是研究者们努力的方向☈⊙☉℃℉❅。
结论机器视觉是对人类视觉的模拟⓱⓲⓳⓴⓵⓶⓷⓸⓹⓺⓻⓼⓽⓾，机器视觉表面检测涉及众多学科和理论ⓚⓛⓜⓝⓞⓟⓠⓡⓢ，如何使检测进一步向自动化和智能化方向发展✤✥❋✦✧✩✰✪✫✬✭✮✯❂✡★✱✲✳✴，还需要更深入的研究ⅲⅳⅴⅵⅶⅷⅸⅹⒶⒷⒸⒹ。
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✺ϟ☇♤♧♡♢♠♣♥，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⑰⑱⑲⑳⓪⓿❶❷❸❹❺、光谱响应范围宽❋❀⚘☑✓✔√☐☒✗✘ㄨ✕✖✖⋆✢✣、可在恶劣环境下长时间工作和生产效率高等突出优点⓱⓲⓳⓴⓵⓶⓷⓸⓹⓺⓻⓼⓽⓾。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❋❀⚘☑✓✔√☐☒✗✘ㄨ✕✖✖⋆✢✣、识别☈⊙☉℃℉❅、分级等判别和统计✺ϟ☇♤♧♡♢♠♣♥、存储ⓊⓋⓌⓍⓎⓏⓐⓑⓒⓓⓔⓕⓖⓗⓘⓙ、查询等操作;
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❋❀⚘☑✓✔√☐☒✗✘ㄨ✕✖✖⋆✢✣、图像分析模块✺ϟ☇♤♧♡♢♠♣♥、数据管理及人机接口模块☈⊙☉℃℉❅。
图像获取模块由工业相机①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫⑬⑭⑮⑯、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❋❀⚘☑✓✔√☐☒✗✘ㄨ✕✖✖⋆✢✣。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❣❦❧♡۵。目前工业用相机主要基于CCD或CMOS芯片的相机❋❀⚘☑✓✔√☐☒✗✘ㄨ✕✖✖⋆✢✣。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ⅲⅳⅴⅵⅶⅷⅸⅹⒶⒷⒸⒹ，其作用是克服环境光干扰☈⊙☉℃℉❅，保证图像的稳定性❣❦❧♡۵，获得对比度尽可能高的图像♀☿☼☀☁☂☄。目前常用的光源有卤素灯⑰⑱⑲⑳⓪⓿❶❷❸❹❺、荧光灯和发光二级管(LED)ⓚⓛⓜⓝⓞⓟⓠⓡⓢ。LED光源以体积小㊀㊁㊂㊃㊄㊅㊆㊇㊈㊉、功耗低⑰⑱⑲⑳⓪⓿❶❷❸❹❺、响应速度快웃유ღ♋♂、发光单色性好㈠㈡㈢㈣㈤㈥㈦、可靠性高⒜⒝⒞⒟⒠⒡⒢⒣⒤、光均匀稳定♦☜☞☝✍☚☛☟✌✽✾✿❁❃、易集成等优点获得了广泛的应用①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫⑬⑭⑮⑯。
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ⅲⅳⅴⅵⅶⅷⅸⅹⒶⒷⒸⒹ。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⑰⑱⑲⑳⓪⓿❶❷❸❹❺，一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❋❀⚘☑✓✔√☐☒✗✘ㄨ✕✖✖⋆✢✣，它的优点是能获得高对比度的图像⑰⑱⑲⑳⓪⓿❶❷❸❹❺。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⑰⑱⑲⑳⓪⓿❶❷❸❹❺，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⑰⑱⑲⑳⓪⓿❶❷❸❹❺、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❻❼❽❾❿⓫⓬⓭⓮⓯⓰。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✺ϟ☇♤♧♡♢♠♣♥，抑制不感兴趣的特征ⅲⅳⅴⅵⅶⅷⅸⅹⒶⒷⒸⒹ，使之改善图像质量①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫⑬⑭⑮⑯、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⒃⒄⒅⒆⒇⒈⒉⒊⒋⒌⒍⒎⒏⒐⒑⒒⒓。图像复原很多时候采用与图像增强同样的方法❋❀⚘☑✓✔√☐☒✗✘ㄨ✕✖✖⋆✢✣，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㊀㊁㊂㊃㊄㊅㊆㊇㊈㊉，如加性噪声的消除⒜⒝⒞⒟⒠⒡⒢⒣⒤、运动模糊的复原等㈠㈡㈢㈣㈤㈥㈦。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⒜⒝⒞⒟⒠⒡⒢⒣⒤。
表面缺陷检测应用
应用的领域十分的广泛❋❀⚘☑✓✔√☐☒✗✘ㄨ✕✖✖⋆✢✣，主要包括钢铁冶金⒥⒦⒧⒨⒩⒪⒫⒬⒭⒮⒯⒰⒱⒲⒳⒴⒵❆❇❈❉❊†☨✞✝☥☦☓☩☯，有色金属加工❣❦❧♡۵，高精铜板带①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫⑬⑭⑮⑯，铝板带⒜⒝⒞⒟⒠⒡⒢⒣⒤，铝箔ⅲⅳⅴⅵⅶⅷⅸⅹⒶⒷⒸⒹ，不锈钢制造웃유ღ♋♂，电子素材☧☬☸✡♁✙♆。，、＇：∶；，无纺布㈠㈡㈢㈣㈤㈥㈦，织物⒔⒕⒖⒗⒘⒙⒚⒛ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨⅩⅪⅫⅰⅱ，玻璃♀☿☼☀☁☂☄，纸张❋❀⚘☑✓✔√☐☒✗✘ㄨ✕✖✖⋆✢✣，薄膜等领域✺ϟ☇♤♧♡♢♠♣♥。
为什么要使用表面缺陷检测系统呢?
保证产品质量⒃⒄⒅⒆⒇⒈⒉⒊⒋⒌⒍⒎⒏⒐⒑⒒⒓，改善生产工艺❣❦❧♡۵，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⓱⓲⓳⓴⓵⓶⓷⓸⓹⓺⓻⓼⓽⓾，图像采集卡⒜⒝⒞⒟⒠⒡⒢⒣⒤。
系统支架部分包括：相机支架㊀㊁㊂㊃㊄㊅㊆㊇㊈㊉，光源支架♦☜☞☝✍☚☛☟✌✽✾✿❁❃，和操作台支架☈⊙☉℃℉❅。
电气部分(通信/控制部)包括编码器ⅲⅳⅴⅵⅶⅷⅸⅹⒶⒷⒸⒹ，运动控制卡或者PLC❣❦❧♡۵，也有可能会有马达等⒃⒄⒅⒆⒇⒈⒉⒊⒋⒌⒍⒎⒏⒐⒑⒒⒓。
其他：各种电线电缆㈠㈡㈢㈣㈤㈥㈦，CL线啊ⓊⓋⓌⓍⓎⓏⓐⓑⓒⓓⓔⓕⓖⓗⓘⓙ，电源线啊⒔⒕⒖⒗⒘⒙⒚⒛ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨⅩⅪⅫⅰⅱ，各种SMPS啊⒜⒝⒞⒟⒠⒡⒢⒣⒤，照明控制器啊等等✤✥❋✦✧✩✰✪✫✬✭✮✯❂✡★✱✲✳✴。
还有PC♦☜☞☝✍☚☛☟✌✽✾✿❁❃。
