视觉检测系统

视觉检测系统
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检测原理
1.1 摘要
使用相机、镜头、光源3大组合代替人工检测（本案例基于电子书视觉检测设计）
1.2 系统构成
主要构成有：工业相机、工业镜头、视觉检测光源、控制器、VISION PRO
检测系统案例
2.1 灰阶画面检测
灰阶指显示画面从最亮到最暗不同亮度的层次等级，灰阶等级越多，所呈现的画面效果就越细腻。对该画面的判别要求是判断电子书是否正常显示该画面，而无需计算灰阶等级数。可截取部份画面分析处理。软件算法方面，可采用行扫和边界判别法，确定画面呈现直线型的边界。通过对行扫灰度值的计算，确定画面的灰度值呈现规律变化，从而迅速判断画面是否为灰阶画面。
2.2 方格画面检测
黑白方格画面常用于MTF的测试，用来计算显示黑白颜色的对比效果。对该画面的判别要求不要计算MTF，而只需要判别是否正常显示该画面。可截取某一部份画面做分析处理。软件计算方法，可通过边缘判定方法，确定画面是否呈现有规律的方形的边界。并通过对像素灰度值的算，确定画面为黑白两色，从而确定画面为黑白方块画面。
2.3 纯白画面检测
纯白画面测试常用于污点测试，测试方法是逐个比较相邻像素点的灰度值，如果发生突变，则认为出现污点。该测试需注意的是外界光源效果对测试结果的影响，以及边缘部份光强较弱导致的误判。这都必须在设备开发和软件计算时考虑进去。如果被测体是一个6-10寸的LCD屏，现有CCD无法一次型测量这么大的全部画面，而测试需求为整个画面都要测试，所以必须让产品或CCD在测试过程中移动多次。
2.4 LED灯颜色检测
LED的颜色判定可通过直接计算画面指定位置的RGB值来判别。
2.5 字符检测
字符检测是机器视觉检测中很常见的一种测试，通常的方法是对所有阿拉伯数字和英文字母建立模型，然后通过模型匹配的方法进行检测，对规则清晰的字符，识别率可达99%以上。
软件开发
3.1 NI Vision
NI Vision是美国国家仪器为视觉开发提供的一个设计模块。它提供了400多种函数，支持LABView和VC++开发。
图1是NI Vision的开发接口：
3.2 LABView
LABView是一种程序开发环境，它采用图形化编辑语言，提供良好的人机界面。LABView拥有庞大的函数库，这使它能轻松的进行数据采集，GPIB，串口控制，数据分析和存储。图2是用LABView设计的测试界面：
3.3 测试结果
所有测试结果无论PASS还是FAIL都将被保存，同时还将保存产品的条码，测试时间，测试项目及结果。如果客户需要，还可以同时保存测试图片。对不良图片，可以标示不良位置。
测试数据可以以文本或者Excel报表的格式保存，也可以直接上传Oracle，MDB数据库。可配合IT SFC系统进行管控。
治具设计
如图3所示（放大看动画演示），治具下方是一个由汽缸控制的滑轨，用来传送产品。上方是CCD检测，用步进电机控制，以便其能够在X,Y轴方向移动。操作按钮包括双手启动按钮和一个停止按钮，操作简单，安全。
免责说明：本方案中涉及的产品未指定任何品牌的任何型号，为示意图，仅作参考。