多CCD视觉检测技术的研究.pdf

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1、114传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2010年第29卷第1期?＼)、0前沿技术(I、0多CCD视觉检测技术的研究王俊龙，曲兴华，赵阳(天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室，天津300072)摘要：设计了多CCD视觉检测技术中的照明系统，实现了平行光照明技术在多CCD视觉检测中的应用，并搭建实验平台完成实验，结果表明：该多CCD视觉检测技术能够比单CCD视觉检测技术获得更多的图像信息，降低了后继处理的复杂程度，提高检测系统的测量精度与抗干扰能力及测量效率。关键词：多C

2、CD视觉检测；图像处理；平行光；照明方式中图分类号：TP391．41文献标识码：A文章编号：1000-9787(2010)01-0114--03ResearchonmultiCCDvisiondetectiontechnologyWANGJun-long，QUXing-hua，ZHAOYang(StateKeyLaboratoryofPrecisionMeasuringTechnologyandInstruments，TianjinUniversity，Tianjin300072，China)Abstract：Thelighti

3、ngsystemofmultiCCDvisiondetectionisdesigned，andtheexperimentplatformissetup．TheresultsshowthatthemultiCCDvisiondetectiontechnologycanohtainmoreinformationoftheimagethanmonocularCCDvision，whichreducesthecomplexityofsubsequenttreatmentandimprovesthemeasurementaccuracyo

4、fdetectionsystemsaswellastheanti—interferenceabilityandmeasurementefficiency．Keywords：multiCCDvisiondetection；imageprocessing；parallellight；themodeoflighting0引言1)金属电镀表面的反射率相当高，接近于镜面反射，照明系统设计不当会使整个图像的光照不均匀，给二如此高的反射率会使得面阵CCD光敏面上的曝光量超过值化带来困难，会产生阴影或者曝光，丢失图像的重要细其饱和曝光量；节，会

5、增加图像传感器的噪声，加大图像处理的难度和降低2)表面几何形状复杂，缺陷种类多；测量的精度等。因此，照明系统的设计是决定缺陷检测系3)要保证被检测区域得到稳定均匀的照明』。统的重要因素。对于照明系统的设计需要考虑多种因由于钕铁硼工件表面对光的反射主要有镜面反射和漫素，其中有光源的种类、光源的照明结构、照明方式以及被反射，所以，要想有效地检测出各种类型的缺陷，光源的照测物体的光学特性、背景特性等’4。多目视觉检测技术明结构应该采用明、暗域结合的方式。明域配置主要适于是通过多只CCD，从不同的角度获取同一目标的不同角度检测反射和吸收

6、光线的缺陷类型，对应的缺陷是亮背景暗的图像，并对多幅图像进行匹配、分割、相减等处理技术获目标，如，表皮分层、锈斑、凹坑等明域缺陷，而暗域配置主取目标信息的一种图像处理技术，获得的图像质量是影响要适于检测明亮丁件表面上散射光线的缺陷类型，对应的多目视觉检测技术的重要因素，因此，对照明子系统的要求缺陷是暗背景亮H标，如，划痕、孔洞、针眼等为暗域缺更高。陷。本文研究的产品类型为圆片形的产品，其规格直径为本文以5w高性能大功率LED为基础，应用透镜成像5~30mm。根据企业提供的样品情况，研究系统需要检测的基本原理，引入适当的折射、反射

7、元件组成折反射式光学和识别的6种常见的工件表面缺陷类型及其轮廓，如，掉系统，得到高效、稳定的平行光，采用多只CCD实现明、暗角、麻坑、砂眼、裂纹、刀痕及划痕。由于工件的材料具有较域照明相结合的方式采集图像信息，得到实验结果，降低了强的反射性，缺陷的种类具有多样性，这就要求设计照明系后继图像处理的难度。统时需要考虑以下因素：收稿日期：2009-07-29}基金项目：国家自然科学基金资助项目(50875185)；天津市应用基础及前沿技术重点资助项目(O9JczDJc2360O)第1期王俊龙，等：多CCD视觉检测技术的研究1151光学

8、系统设计图像的信息与工件实际形状有偏差，由圆形变为椭圆形。1．1设计原理设被检测工件的直径为d，平行光轴线与水平方向夹角为本文选择平行光照明，平行光可以与相机的采集方向O／，则传感器3采集到的图像为椭圆形，其长轴为d／cosO／，短一致，照明光路设计的基本原理如