一、技術原理
2D 視覺檢測技術主要基于平面圖像信息的獲取與分析。通過相機拍攝物體的二維圖像,將光信號轉化為數字信號存儲。然后利用圖像處理算法,對圖像進行灰度化、濾波等預處理操作,以增強圖像質量、去除噪聲干擾。接著運用邊緣檢測、閾值分割、模板匹配等核心算法,提取物體的形狀、尺寸、位置等關鍵特征信息,從而實現對物體的識別、定位、測量與缺陷檢測等目的。例如在工業生產中,相機獲取產品的平面圖像后,經處理可判斷產品表面是否有劃痕、尺寸是否符合規格等。
二、系統構成
相機:是圖像采集的前端設備,常見有 CCD 和 CMOS 相機。CCD 相機成像質量高、噪聲低,常用于對圖像質量要求苛刻的場景;CMOS 相機則具有成本低、功耗小、集成度高的優勢,在一般工業檢測中應用廣泛。其分辨率決定了所采集圖像的清晰程度與細節捕捉能力。
鏡頭:負責將物體成像到相機傳感器上。不同焦距的鏡頭可滿足不同的檢測距離與視野范圍需求。短焦距鏡頭視野寬廣,適合檢測大面積物體;長焦距鏡頭能對遠處小物體進行放大成像,利于觀察細節。
光源:為獲取高質量圖像提供必要條件。環形光源可提供均勻正面照明,凸顯物體表面特征;條形光源能通過調整照射角度突出物體輪廓;背光源則適用于檢測透明物體或獲取物體輪廓信息,如檢測玻璃制品或電子元件引腳輪廓。
圖像處理軟件:作為整個系統的智能核心,承擔圖像預處理、特征提取與分析判斷等重要任務。它可對圖像進行灰度轉換、濾波降噪等預處理,再運用多種算法提取物體特征,并依據設定標準判斷物體是否合格,如通過模板匹配確定物體位置形狀是否正確,或計算幾何參數判斷尺寸偏差。
三、技術優勢
高精度測量:能夠精確到微米級別對物體的長度、直徑、間距等尺寸參數進行測量,在精密機械加工、電子制造等行業,可有效保證產品的尺寸精度與質量一致性。例如在芯片制造中,精準檢測芯片線路寬度等微小尺寸。
非接觸檢測:檢測過程無需與物體直接接觸,避免對物體造成損傷,尤其適用于檢測易碎品、高精度光學元件等。像檢測光學鏡片表面瑕疵時,不會刮花鏡片。
高速高效檢測:可快速采集與處理圖像,滿足自動化生產線的高速節拍需求。在食品包裝、飲料瓶生產等行業,能在短時間內完成大量產品的外觀檢測,提高生產效率。例如飲料瓶生產線上每秒可檢測數十個瓶子的外觀缺陷。
四、應用領域
工業制造領域:在汽車制造中用于檢測零部件尺寸精度與表面缺陷,如發動機缸體尺寸檢測、車身外殼劃痕檢測;在機械加工中對零件的尺寸、形狀進行測量與質量把控;在電子行業檢測電路板元件焊接質量、元件安裝位置準確性等。
食品藥品領域:對食品包裝的標簽完整性、圖案清晰度、包裝外觀缺陷進行檢測,確保食品包裝質量;在藥品生產中檢測藥片外觀完整性、包裝密封性等。
物流倉儲領域:識別快遞包裹的運單號、地址信息,根據包裹形狀、尺寸與外觀特征進行分類分揀,提高物流分揀效率與準確性。