平行照明多目视觉检测技术

多目视觉检测技术是通过多个不同位置的视觉传感器,从不同角度获取同一目标的图像,并对所得图像进行目标匹配、差分相减等,最终清晰提取出目标信息的一种视觉测量技术.相比单目视觉方法,利用多个传感器能搜集更多的目标物信息,且在检测系统中又融入了平行光照明方式下,对称式多角度的图像采集方法,可以使不同显现力的被测物平面信息通过极高的对比度显现出来,再结合多幅图像匹配、差分规则,最终可以得到效果更佳的缺陷或轮廓信息.描述了遵照该检测方法设计的实验装置,并通过成组实验证明了其可行性.基于平行光照明的多目视觉检测方法提高了系统的抗干扰能力,使系统从根本上提高了图像处理结果的精度,相比以往软件除噪、滤波等方法更加便捷、快速、稳定,适用范围也更广.提出了利用大功率LED芯片构造平行光源的思路,该平行光源设计准直度更好,非平行杂光干扰更小.     

基于多光谱技术的光学元件表面疵病检测

为实现对光学元件表面疵病的精确测量和计数,提出了一种基于多光谱技术的光学元件表面疵病检测方法,该方法采用不同波长的入射光源均匀照明光学元件表面,通过暗场显微成像系统获得不同波长下的表面疵病图像。基于该方法研制了多光谱光学元件表面疵病检测系统,获得了365,405,436,486,550nm单波长光以及白光照明条件下光学样品表面疵病和标准样品图形的检测实验结果。实验结果表明,相比传统的白光照明检测技术,多光谱检测技术根据不同的材料性质选用不同波长的光作为入射光源,可以明显提高系统对光学元件表面疵病的检测能力,不仅可以提高测量精度,而且可以获取白光照明下无法检测到的疵病信息。     

基于单目多视角视觉的珍珠光洁度识别研究

利用摄像机前面放置多枚平面镜构成的对称斗型腔体构成以物为中心的单目多视角摄像装置,在摄像机投影平面上直接获取从5个不同视角拍摄的珍珠表面图像;然后对5个不同视角的珍珠表面图像进行图像处理,提取出珍珠表面的纹理、颜色和几何形状等特征参数;最后用图像特征融合的方式最终判定珍珠的光洁度品质.实验结果表明,文中设计的基于单目多视角机器视觉装置能保证在一个统一的颜色系统中一次获得珍珠整个球体表面的图像,利用文中开发的珍珠检测系统实时完成珍珠的瑕疵等品质指标的视觉检测.     

基于激光照明的远距离视觉信息采集系统设计

围绕如何获得高质量远距离夜间视觉信息展开研究,介绍一种基于红外短波成像与激光照明的视觉系统,包括基于FPGA与USB的图像数据采集与传输模块以及基于多波段激光照明系统的设计,展现了较之与传统的视觉系统更远更清晰的视觉图像效果,讨论了夜间视觉信息的获取距离与照明光源的关系问题。该系统在夜间远距离情况下效果尤为显著,为海上监视、单兵装备提供良好视野。     

基于时滞卡尔曼滤波的机器人视觉定位

在移动机器人视觉伺服跟踪系统中,考虑到视觉系统的延时,本文在引入单目视觉测量信息的基础上,利用延时的扩展卡尔曼滤波方法进行了空间运动目标定位和运动信息获取。蒙特卡洛仿真实验结果验证了该方法的有效性和可行性。     

基于照明缺陷的光源照明系统图像检测控制电路设计

在目前的机器视觉应用系统中,光源与照明是整个系统的关键问题,不同照明方式都存在一定的缺陷特征。为了满足图像采集检测精度要求,针对不同照明方式缺陷特征,设计光源图像检测控制电路。采用单片机开关电源芯片作为主控芯片,设计LED光源图像检测背光控制电路,由电压转换、恒流控制以及背光调整等电路部分组成,电路结构简洁,简化电路设计。经过测试,控制电路效率高,满足图像采集需求。     

PWM数字可调均匀光源的设计

发光二极管(Light Emitting Diode,LED)作为一种场致发光光源,已经获得广泛的应用,但在影像测量中的下照明领域还处于起步和探索阶段。影像测量中,光照不均匀或者光强不适,都会影响所拍摄图像的质量。为获得高质量的图像,设计一种基于PWM数字可调的均匀光源系统,用于下照明的影像测量。系统通过正交实验法获得环形的LED阵列、灯的倾角、LED灯的数量、LED的环形直径等,搭建光源系统,使得LED环形阵列在视场2cm内获得均匀的光强,结合LED发光特性设计PWM脉冲发生电路,通过上位机的软件让均匀光源强度256级可调,适合各种不同的场合,增强实用性。实验数据表明,利用光学显微影像测量系统,在最小放大倍率0.7倍以及最大放大倍率4.5倍两种极端情况下,检测4个级别的光强均匀性都超过了83%。该系统完全能够在影像测量中达到要求。     

基于单目视觉的工业机器人定位系统设计

在工业化生产流程中,工业机器人能准确识别并抓取目标工件的状态、位置信息,收集反馈给控制系统处理以修正加工程序参量,从而实现制造工艺的高度自动化及精加工。以视觉定位和图像信息收集、处理的工业机器人为对象基准,设计了一套单目视觉定位系统。系统引入了静态图像收集算法、图像信息模块测量和三维空间匹配测量算法,通过工业试验得出测量数据。误差分析结果表明,基于单目视觉的机器人定位系统符合加工自动化的信息数据要求,能实现工件参数和空间姿态间的匹配,辅助提升生产的自动化程度。     

PCB厚密板线路检查LED光源系统研究

提出了一种针对PCB厚密板线路,提高检测精度和效率的新型专用光源照明系统.该系统通过光源入射角度与PCB板表面光吸收性的有效匹配,引入新型的光源分布及其空间三维模式.获取了区别于一般暗场低角度环形光的图像,更加有效地得到了高对比度、高分辨性的事实图像.结合其自身系统与光源的有效匹配,得到了有价值的成果.理论分析、仿真设计及实验结果均表明,该系统可以解决目前存在于厚密板PCB线路检测中的诸多难题,例如光源背影造成图像劣化和厚密线条所造成的测量精度降低等问题.可以广泛应用在以线宽检测机为代表的线路测试仪器,以最终外观检查机为代表的色彩识别仪器以及以AOI为代表的区域识别仪器等诸多方面.     

单幅散焦图像深度计算方法

由单幅图像获取深度是单目视觉测量中的一个难题。根据散焦图像的散焦原理,得到了单幅散焦测距扩散系数。基于单幅图像中不同区域的图像相关性,提出了替代二次成像要求的约束条件,即采用图像检测方法检测两个被测区域,结合散焦图像的各向异性扩散模型及区域扩散系数,分别对两个区域图像进行扩散实现。利用最小能量泛函求解了各个被测区域的各向异性图像扩散方程,进而得到了区域物体深度。在精度方面,实验结果与利用两幅散焦图像获取深度的传统方法相同。这种方法在测距过程中无需对相机参数进行调整,提高了单目测距的可操作性。该方法是对现有视觉测量方法的有力补充,能够为视觉测量技术提供更加宽广的应用前景。