一、技术原理
2D 视觉检测技术主要基于平面图像信息的获取与分析。通过相机拍摄物体的二维图像,将光信号转化为数字信号存储。然后利用图像处理算法,对图像进行灰度化、滤波等预处理操作,以增强图像质量、去除噪声干扰。接着运用边缘检测、阈值分割、模板匹配等核心算法,提取物体的形状、尺寸、位置等关键特征信息,从而实现对物体的识别、定位、测量与缺陷检测等目的。例如在工业生产中,相机获取产品的平面图像后,经处理可判断产品表面是否有划痕、尺寸是否符合规格等。
二、系统构成
相机:是图像采集的前端设备,常见有 CCD 和 CMOS 相机。CCD 相机成像质量高、噪声低,常用于对图像质量要求苛刻的场景;CMOS 相机则具有成本低、功耗小、集成度高的优势,在一般工业检测中应用广泛。其分辨率决定了所采集图像的清晰程度与细节捕捉能力。
镜头:负责将物体成像到相机传感器上。不同焦距的镜头可满足不同的检测距离与视野范围需求。短焦距镜头视野宽广,适合检测大面积物体;长焦距镜头能对远处小物体进行放大成像,利于观察细节。
光源:为获取高质量图像提供必要条件。环形光源可提供均匀正面照明,凸显物体表面特征;条形光源能通过调整照射角度突出物体轮廓;背光源则适用于检测透明物体或获取物体轮廓信息,如检测玻璃制品或电子元件引脚轮廓。
图像处理软件:作为整个系统的智能核心,承担图像预处理、特征提取与分析判断等重要任务。它可对图像进行灰度转换、滤波降噪等预处理,再运用多种算法提取物体特征,并依据设定标准判断物体是否合格,如通过模板匹配确定物体位置形状是否正确,或计算几何参数判断尺寸偏差。
三、技术优势
高精度测量:能够精确到微米级别对物体的长度、直径、间距等尺寸参数进行测量,在精密机械加工、电子制造等行业,可有效保证产品的尺寸精度与质量一致性。例如在芯片制造中,精准检测芯片线路宽度等微小尺寸。
非接触检测:检测过程无需与物体直接接触,避免对物体造成损伤,尤其适用于检测易碎品、高精度光学元件等。像检测光学镜片表面瑕疵时,不会刮花镜片。
高速高效检测:可快速采集与处理图像,满足自动化生产线的高速节拍需求。在食品包装、饮料瓶生产等行业,能在短时间内完成大量产品的外观检测,提高生产效率。例如饮料瓶生产线上每秒可检测数十个瓶子的外观缺陷。
四、应用领域
工业制造领域:在汽车制造中用于检测零部件尺寸精度与表面缺陷,如发动机缸体尺寸检测、车身外壳划痕检测;在机械加工中对零件的尺寸、形状进行测量与质量把控;在电子行业检测电路板元件焊接质量、元件安装位置准确性等。
食品药品领域:对食品包装的标签完整性、图案清晰度、包装外观缺陷进行检测,确保食品包装质量;在药品生产中检测药片外观完整性、包装密封性等。
物流仓储领域:识别快递包裹的运单号、地址信息,根据包裹形状、尺寸与外观特征进行分类分拣,提高物流分拣效率与准确性。