视觉检测在自动化生产中的应用与常见问题分析(附件)【字数：6915】
目录
一、引言 1
二、机器视觉基本概念 2
（一）工作原理 2
（二） 特点 2
三、机器视觉的基本构造 3
（一）光源 3
（二）.镜头 5
（三）相机 6
四 机器视觉的应用和常见问题分析 7
（一）机器视觉的应用 7
（二）机器视觉的常见问题分析 10
结 论 14
参考文献 15
致 谢 16
引言
机器视觉在国内应用十分广泛，其应用范围涵盖了工业、军事、医药、气象、安全、天文、航天、交通等各个行业，而随着中国成为世界制造业的加工中心，机器视觉在工业自动化领域的需求量也不断增大，高精度、高要求的生产要求也让机器视觉系统在自动化产线上的重要性越来越大，但对于大部分刚离校的毕业生来说，机器视觉算是一个大家不太熟悉的领域，但是想要从事自动化行业也必须了解机器视觉，因此我将以此文介绍机器视觉的各方面知识以及相关视觉检测问题的解决方式。
一、机器视觉基本概念
机器视觉是一项基于图像处理、机械工程技术、自动化控制、电光源照明、光学成像、传感器、模拟与数字视频技术、计算机软硬件技术（图像增强和分析算法、图像卡、I/O卡等）综合技术。[1]一个典型的机器视觉应用系统应当包括图像捕捉、光源系统、图像数字化模块、数字图像处理模块、智能判断决策模块和机械控制执行模块。[2]
机械视觉能够适应于较危险或无法人工视觉难以满足工作要求的环境，也凭借其机器的特性广泛应用于大规模重复性较高的检测当中，显著提高自动化产线的 *51今日免费论文网|www.51jrft.com +Q: ^351916072#
生产效率和检测准确性。
图11 示意图
（一）工作原理
通过机器视觉系统中的CCD相机拍摄到合焦点和对比度良好的图像，将其传送给相机控制器中的图像处理系统，经过数据加工，将其加工至最适于进行计量处理的图像，转换为数字化信号来进行运算，通过抽取目标的特征进行面积、数量、位置、长度等方面的检测，最后根据预设的数据进行判断OK或NG，并将数据发送给PLC或机器人。
（二） 特点
视觉检测系统较大的特色就是非接触式测量,具备高精度和高速率的特点，非接触式检测无磨损，能够消除接触检测中形成的二次损伤隐患。[3]提高了自动化系统的可靠性，且高精度的检测可以满足绝大多数工件的检测要求，并且可以适应各种恶劣环境，机器视觉检测响应速度更快，其结果数据更容易集成，使得工厂能够更方便的提取相应数据进行分析。
二、机器视觉的基本构造
一个视觉系统包括了：光源、镜头、相机、图像处理单元、图像处理软件、监视器、I/O单元等，其中图像处理单元、图像处理软件、监视器、I/O单元多组合为一台控制器。
（一）光源
1.光源的种类
光源主要可分为 LED ：种类丰富，可灵活实现大部分打光要求。
荧光灯 ：可实现大范围照射、价格较为便宜，多用于居室照明
卤素灯 ：冷光照明、高辉度，属于特殊光源
金属卤化物灯：更接近太阳光 耗电量低，但价格较高 。
氙灯 ：辉度较高、多用于闪光灯，价格相对较高。
2.照明方式
图21 正反射
正反射：强调光泽部分的设定，带有光泽的部分会变亮
图22 扩散反射
扩散反射：不易受到光泽影响的设定，带有光泽的部分变暗。
图23 正反射：同轴落射照射方式
正反射：同轴落射照射方式：将平面发光的扩散光线通过半反射镜进行反射后照射到与CCD光轴相同的轴上，有利于着重提取凹凸、平行度等的变化情况。
图24 扩散反射：小角度(环形)照射方式
扩散反射：小角度(环形)照射方式
从较小角度对工件表面、边缘进行照射，其特点在于能够更清晰的检测出物体表面的瑕疵、斑点、缺陷。
图24 圆顶型(无影)照射方式
圆顶型(无影)照射方式
通过半球内壁对光进行的扩散反射可对工件的全周，进行均匀的照射，接近工件的使用方式可得到无影效果。
透过：背光照射方式
将光源置于工件背后进行照射，在进行工件宽度、孔的位置等检测时，使用背光照射方式可以得到稳定的检测。
（二）.镜头
1.镜头的种类
CCTV镜头：适合用于一般的应用
微距镜头：适合用于视野范围在3mm以下的高倍率应用。
远心镜头：适合用于高精度的检测。
2.镜头的选定
在选定之前要决定最适合的拍摄范围（视野），决定最适合的工作距离（WD)
图25 示意图
在选择镜头时可以根据以下公式进行选择合适的参数：
工作距离/视野=焦距/CCD尺寸
在镜头的选定中，景深也是其不可忽略的一部分，景深是镜头可以聚焦的范围，即工作距离在某个范围内，镜头都可以获得清晰的图像。光圈越小，光源越亮，焦距越短，工作距离越远，景深越大。
（三）相机
相机主要分为CCD相机和CMOS相机，CCD相机具有成像质量好，检测更稳定的优点，，因为CCD相机为了提供优质的成像效果，导致电源消耗变大，又因为其制造工艺复杂，只有少数的厂家能够掌握其生产工艺，所以这就导致了CCD相机的制造成本居高不下，价格昂贵。CMOS相机的缺点在于太容易产生杂点，在相同分辨率下，CMOS相机价格比CCD相机便宜很多，但是图像效果相对低一些。CMOS相机的另一个优点是可以和处理器整合在一起，使体积缩小，更容易安装使用。因为当今自动化生产的检测要求越来越高，所以对于相机的检测精度要求也相应提高，所以CCD相机在平时的生产中使用更加频繁，而CMOS相机由于价格便宜，更适用于厂家缩减成本，两者各有优势。
原文链接：http://www.jxszl.com/jsj/wlw/607925.html
