机器视觉技术应用LED光学检测.docx

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1、机器视觉技术应用LED光学检测网络转载导语：传统的led消费线上的产品质量控制主要依靠经过训练过的技师通过目视来实现，由于人眼的主观性，很难对产品的质量进展准确、稳定地控制。与人眼相比，机器视觉系统具有高速度、准确性、可重复性、长期工作的稳定性。1引言传统的消费线上的产品质量控制主要依靠经过训练过的技师通过目视来实现，由于人眼的主观性，很难对产品的质量进展准确、稳定地控制。与人眼相比，系统具有高速度、准确性、可重复性、长期工作的稳定性。因此将机器视觉技术应用在led的光学检测上可在很大程度上进步产品质量控制的精度及速度。2led数码管检测对ccd的要求待检产品为七段led数码管如图1所示：1目

2、的用ccd检测产品亮度不均匀程度，进步消费效率，减少人为因素。对于“8字产品如图1就是量测每段segment的相对亮度，判定每段之间的相对亮度差值指亮度不均匀比率、泄光率是否在公道范围内，以此来判定产品是否为良品。同样地对于点阵产品判定是每个点。2产品条件限制分两种情况，一是指极端型产品;另一是指普通型产品：极端型产品情况：“8字产品段之间最小间隔d0.3mm，段面积a=20.6=1.2mm2如图2，段最低亮度值0.1mcd;普通型产品情况：“8字产品段之间最小间隔d0.3mm，段面积a=40.8=3.2mm2，段最低亮度值0.8mcd。3判定亮度差值标准亮度不均匀比率1:1.3，指每段或者点

3、之间亮度值比率;泄光率1:0.2，指点亮段或者点与不点亮段或者点亮度值比率。在2、3工程条件下，要求ccd最小判定段数或者点数应不少于64个，其次，一次测完64段或者点时间不大于3s。3硬件方案硬件系统系统由ccd相机、镜头、相机支架、图像收集卡、遮光罩、计算机、结果输出单元等组成，如图2所示。1相机本系统相机选用日本jai公司的cv-a1ccd相机。此相机的主要参数列表如附表。附表cv-a1主要性能参数名称参数象元尺寸4.654.65mm2有效象元数13921040最大满帧输出13801035象元时钟28.64mhz行频17.127khz1672/line扫描方式逐行扫描帧频16fps灵敏度

4、0.3luxmaxgain，50%video信噪比50db快门1/16-1/20000增益-0.3-12db手动输出格式1vpp/75w谱段0.4-1.0mm黑白尺寸294466mm3重量150g功耗3w/12v数目1台对于要检测的led产品，尺寸为6040mm，对分辨率为13921040的jai相机，按照5的无效象素的原那么，有效成像的分辨率为13001000，那么系统可以到达的最大象素当量为：程度方向：60mm/1300pixel0.04mm/pixel;垂直方向：40mm/900pixel0.04mm/pixel。2镜头选用computar公司百万象素级1214-mp镜头。该款镜头是针对

5、高分辨力或者高像质需求设计，适用对象为1k1k至2k2k的相机，应用于本系统可以获得很好的图像明晰度。它的特点是：适用于兆级象素相机的成像;高分辨力超大变倍镜头;在整个屏幕范围内都具有高比照度和高明晰度的图像;紧凑式设计;低变形率。由于对工作间隔没有特殊的要求，因此选用12mm的镜头就可以保证获得全帧图像。3图像收集卡选用coreco公司的pc2-vision，该收集除了能支持cv-ai相机外，还可支持wit8.0软件。4wit视觉软件介绍wit是一种公认的功能强大的用于开发和传递图像分析应用的软件包。wit运用一种叫做“igraph的框图构造来描绘算法，同时工程人员也通过绘制方框图表来做出解

6、决方案。在igraph中的每一方框也称为一个“operator都代表一个功能，通常为一种图像处理和分析工具。wit提供一种快捷高效的设计环境，它具有完备的operator库，强大的流控制特性和operator的点击式重排，它通过mmx优化库自动在多cpu系统确定执行时间。witigraph可以在visualbasic和visualc+环境中执行，这样使wit非常适于机器视觉中oem产品的开发，生物制药，实验室科学和研究中。wit处理库包含300多个处理函数，这些函数都可以从igraph中连接。连接指定一个operator的输出到另一个operator的输入。每一个operator的参数都可以很

7、轻易的有弹出式对话框来设定。例如：旋转operator有一个对编程系数进展编辑的核心编辑器。当算法完成后，igaph可以通过点击按钮的方式来执行。wit包括一些流控制operator用来执行循环和条件分支等复杂的算法。wit还有一些用来处理数据的operator，支持sub-fields从数据对象中的别离例如，在一幅图像中斑点的个数，给数据阵列分类通过斑点的尺寸进展分类以及对各操纵进展排列在显示之前给每一个斑点加标签。为了进一步简化开发，各种igraph可以嵌套在一起用一个新的图标来表示。嵌套的igraph和简单的igraph都可以用同一种形式同一种工具来执行和调试。开发人员可以创立它们自己的

8、图像处理函数并把它们参加到图像处理库中。wit可以对从收集卡采来的或者从磁盘图像文件中读取的实时相机数据进展处理。为了最大限度的加强图像处理和时实操纵功能，wit的图像库对自动利用多cpu计算机资源进展了优化。另外，wit可以把operator在分布的处理网络和视觉处理器执行。wit交互式的框图界面加速了算法的开发：显示数据和调整参数更加轻易。每一个连结和operator的属性都可以通过弹出式对话框来修改。wit运用图像注解来进步可读性。当执行式图标会闪烁，传输时的红点表示数据运动。图像显示格式：用x和y值表示某点;准确显示像素值;图像的组控制。wit可以通过一个称作ewit的程序在不同的计算

9、机上并行执行或者通过pci总线与很多corecomamba卡进展通讯。ewit支持wit的大局部功能，运用图形应用界面，通过tcp/ip或者特殊硬件的特定通道进展通讯。由于ewit具有wit的大局部功能，ewit可以通过运用wit治理器来设置以支持各种收集卡和其他硬件，并把这些效劳提供应wit在igraph中执行。5软件设计1设计原理在wit中通过动态收集led的图像后，首先对其进展二值化，以blob算法找出其中每一字段的位置，然后根据这些位置参数读出每个像素的所有参数。通过求得blob内的所有像素的灰度平均值。2软件流程图如图3所示图34witigraph实现如图4所示图46测试结果及考前须知对r、g、b三种不同颜色led进展了测试，实验结果如图5说明，运行结果能知足led产品检测要求。以下几个问题值得留意：检测对外部条件要求较高，应在暗室或者遮光罩内进展，防止杂光噪音的干扰;电子快门和暴光时间不能过长，应保证视场中最亮局部的灰度值不大于255;相机的自动增益功能须设为off，手动增益设为0;为保证ccd不饱和，可在ccd前加衰减片;电子快门和暴光时间不能过短，应保证视场中最暗局部的灰度值大于二值化阈值。7完毕语随着机器视觉技术的迅速开展，传统的消费线上的人眼目视检测将越来越多的被机器视觉系统所取代，构建合适其应用的机器视觉系统，必将在很大程度上进步产品的质量控制以及消费效率。