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视觉表面缺陷检测技术概述

时间:2022-11-15 11:00:00 传感器存在缺陷coms视觉传感器

机器视觉检测技术概述

  • 1. 机器视觉是什么?
  • 2. 视觉检测系统
    • 2.1 视觉检测系统的特点
    • 2.2 视觉检测系统的组成
  • 3. 视觉表面缺陷检测面临问题和发展趋势
    • 3.1 视觉表面缺陷检测面临问题
    • 3.2 视觉表面缺陷检测趋势
  • 4. 视觉检测与智能制造
    • 4.1 视觉缺陷检测系统原理
    • 4.2 常见的缺陷检测类型
  • 参考资料

1. 机器视觉是什么?

??机器视觉作为人工智能快速发展的一个分支,用机器代替人眼进行测量和判断,广泛应用于各个行业。C在行业等大规模工业生产过程中,使用人工视觉检验产品存在质量效率低、精度低的问题,使用机器视觉检验方法可以大大提高生产效率和自动化程度。

??在产品生产过程中,人工检测人员必须有敏锐的感知,准确判断产品的质量问题。传统的人工很难保证产量和合格的产品质量。使用视觉检测设备进行检测可以避免上述问题。它不会对观察者和被观察者造成任何损害,扩大了人眼的视觉范围。同时,它还可以工作很长时间。

什么是机器视觉?

??机器视觉是一项综合性技术,包括数字图像处理技术、机械工程技术、控制技术、源照明技术、光学成像技术、传感器技术、模拟和数字视频技术、计算机硬件技术、人机接口技术 等等,这些技术是机器视觉的并列关系,相互协调应用可以形成一个成功的工业机器视觉应用系统。

2. 视觉检测系统

2.1 视觉检测系统的特点

??为什么现在很多企业开始尝试产品视觉检测系统?这个系统有什么优点?相关自动视觉检测机有哪些特点?

(一)视觉检测系统的优势

1.高质量的光谱呼应面积
??与人眼检测相比,该产品的视觉识别系统可以看到更广泛的范围。通过相关的红外检测,我们可以看到肉眼无法企及的范围。

2.维护简单方便
??企业购买此类相关视觉检测设备后,不会涉及复杂的维护方法。许多企业担心对技术人员的要求相对较高。事实上,这种担忧是完全多余的。目前,该测试非常智能,不需要太多的维护措施。

3.检查的细节更全面
??由于人眼检查的某些产品可能仍有缺陷,这些缺陷很难发现,只有通过机器视觉识别系统才能避免。当然,我们也必须承认,在我国研发这种测试技术还有很长的路要走,全球经济的波动也给这种测试行业带来了很大的影响。我们需要更多的学习来促进这项技术的发展。要改善这种视觉检测系统的问题,就要多学习,多关注检测细节的研究,才能真正促进整个行业的发展。通过对相关产品视觉自动检测技术的学习和引进,整个软件算法进行了较大的创新,使未来的检测更加具体和全面。

1.检测机器视觉缺陷–检测圆环缺陷
2.检测金属表面划痕缺陷
3.机器视觉检测系统

(二)视觉检测系统的特点

1.精确性
??由于人眼物理条件的限制,机器在精度上具有明显的优势。即使人眼依靠放大镜或
显微镜来检测产品,视觉检测系统也会更加精确,因为它的精度可以达到千分之一英寸。

2.重复性
??视觉检测系统可以在不感到疲劳的情况下连续完成检测工作。相反,每次人眼检测产品时,即使产品完全相同,也会有细微的差异。

3.速度
视觉检测系统可以更快地检测产品。特别是在检测高速运动物体时,如在生产线上,机器可以提高生产效率。

4.成本
??由于视觉检测系统比人快,自动机器视觉系统可以承担几个人的任务。此外,视觉检测系统不需要停和连续工作,可以大大提高生产效率。

??如今,该系统可以广泛应用于各个行业,也可以在一些特殊的工作环境中使用,可以很好地取代人工视觉检测,大大提高企业的生产效率。

2.2 视觉检测系统的组成

机器视觉系统由许多相关部件组成,典型的工业机器视觉系统有以下部分:

(1)光源:可以理解为人类世界的外部光(太阳、阳光、蜡烛)

(2)镜头(定焦镜头、变倍镜头、远心镜头、显微镜头):瞳孔为光圈(大小由虹膜扩大或缩小控制),角膜和晶状体成像镜头;

(3)相机(包括)CCD 相机和COMS相机):视网膜

(4)图像处理单元(或图像捕获卡):视网膜神经系统

(5)图像处理软件:大脑

(6)通讯 / 输入输出单元:四肢五官

3. 视觉表面缺陷检测面临问题和发展趋势

3.1 视觉表面缺陷检测面临问题

??基于机器视觉的表面缺陷检测将是未来研究和发展的主要方向。目前,基于机器视觉的表面缺陷检测理论研究和实际应用取得了令人满意的成果,但仍存在以下主要问题和困难。

??1.受环境、光照、生产工艺、噪声等多种因素影响,检测系统的信噪比一般较低,微弱信号难以检测或无法有效区分噪声。如何构建稳定、可靠、鲁棒的检测系统,以适应光照变化、噪声等外部不良环境的干扰,是需要解决的问题之一。

??2.由于检测对象多样,表面缺陷多样,形式多样,背景复杂,缺陷类型产生的机制与外部表现形式的关系不明确,缺陷描述不足,缺陷特征提取有效性低,缺陷目标分割困难;同时,很难找到标准图像作为参考,这给缺陷的检测和分类带来了困难,需要提高识别率。

??3、机器视觉表面缺陷检测,特别是在线检测,具有数据量大、冗余信息多、特征空间维度高等特点。同时,考虑到机器视觉面临的真实对象和问题的多样性,从海量数据中提取有限缺陷信息的算法能力不足,实时性低。

??虽然人工智能理论与机器视觉表面检测密切相关,但如何模拟人脑信息处理功能构建智能机器视觉系统也需要进一步的理论研究,如何更好地基于生物视觉理解,指导机器视觉检测也是研究人员的难点之一。

??5.从机器视觉表面检测的准确性来看,虽然出现了一系列优秀的算法,但在实际应用中,准确性与满足实际应用需求仍存在一定差距。如何解决准确识别与模糊特征、实时性与准确性的矛盾仍然是当前的难点。

3.2 视觉表面缺陷检测趋势

??随着计算机技术、信息技术、电子技术、传感器技术和仿生技术的发展,机器视觉检测方法也将迅速发展。技术和市场需求决定了机器视觉表面缺陷检测的发展趋势如下:

??(1)MARR理论在计算机视觉中起着重要作用,其核心是将视觉理解为3D重建过程。但是,从3D场景到2D图像是一个多对一的映射,在映射过程中失去了深度信息;灰度是场景的唯一测量值,如光、材料特性、方向和距离;图像因噪声和环境而扭曲。因此,有必要研究新的视觉检测理论和方法,如发展积极的视觉,提高视觉系统的智能学习能力。

??(2)从生物视觉到灵感,吸收心理学、生理学等学科的生物视觉研究成果,基于生物视觉机制,模仿生物视觉多尺度、层次视觉特征,结合视觉任务,引入先进知识指导,同时整合机器视觉、机器听觉、机器嗅觉、机器触觉等信息,突破单一视觉信息的局限性,也将成为机器视觉检测的发展方向之一。

??(3)研究更鲁棒的图像处理和分析算法,提高图像处理的有效性和执行效率,降低算法的复杂性,提高识别的准确性。在在线检测系统中,应特别注意实时性,视觉本身具有内部并行性。因此,我们还需要从理论、算法和技术等方面研究视觉并行计算,以提高视觉计算的速度。同时,进一步研究算法性能的评价方法,科学准确地刻化和评价算法的效率和性能。

??(4)研究完整的3D场景重建方法。现有的3D场景重建理论和算法基本上局限于目标视觉部分的重建Marr就视觉计算理论而言,它主要停留在2.在5D表达中,该表达只提供可见轮廓内的3D信息。如何恢复物体完整表面的信息是一个复杂但需要解决的问题,包括物体表面的不可见部分。

??(5)采用统一开放的标准,构建标准化、一体化、通用化的解决方案,进一步统一标准化和个性化,研发可靠性高、维护性好、不断完善升级、网络化、自动化、智能化的机器视觉系统是未来的发展趋势。

4. 视觉检测与智能制造

  加工的未来正面临着革命性的大洗牌与大变革。需要注意的是智能制造是方向,不是目的,转型升级是主线,降本提质增效是重点。不仅对机械制造业也提出了明确要求,研发生产科技含量高、附加值高、智能化程度高的视觉检测设备,自动化检测设备,机器视觉系统;同时还要调整产业结构,转变发展方式实现转型升级。

4.1 视觉缺陷检测系统原理

  视觉检测系统是指通过CCD工业相机将被摄取目标转换成图像信号,传送给专用的图像处理系统,根据像素分布和亮度等信息,转变成数字化信号;图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征,进而根据判别的结果来控制现场的设备动作,进行视觉检测、缺点检测及系统定位等。机器视觉检测设备、CCD视觉检测、自动化缺陷检测设备,目的在于取代人工品检,提高生产效率,降低用工成本。

4.2 常见缺陷检测类型

  典型瑕疵:氧化、脱皮、漏涂、水纹印、折痕、凹凸、锈斑、刮伤、压伤、辊印、气泡、辊点、麻点、未涂漆、缩孔、杂质、纤维、油漆渣、爆漆、腐蚀、褶皱、异物压入、黑点、黑斑、油斑、色差等;

  正常来说,CCD检测可运用于各个行业,检测对象:铝板带、钢板带、彩涂板、不锈钢带、铝塑板、镍带、铜带、金属箔材、冷轧板、镀锡板、镀锌板等金属板卷带箔材料;采用视觉检测设备代替人工检测。

  由此可见,视觉检测设备不仅是企业转型升级走向智能制造的必经之路,同时也是企业节省劳动力资源,提高生产效率,带来可观利益的有效捷径!

参考资料

  1. 机器视觉是什么
  2. 视觉检测替代人工检测的优势
  3. 视觉表面缺陷检测主要问题和发展趋势
  4. 机器视觉缺陷检测–圆环缺陷检测
  5. 金属表面划痕缺陷检测
  6. 机器视觉检测系统
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