创视结构光在机器视觉中的应用研究收藏

一、引言    机器视觉系统的核心是图像采集和处理所有信息均来源于图像之中，图像本身的质量对整个视觉系统极为关键而光源则是影响机器视觉系统图像水平的重要因素，因为它直接影响输入数据的质量和至少50%的应用效果。

   照明系统是机器视觉系统最为关键的部份之一，机器视觉光源直接影响到图像的质量，进而影响到系统的性能好的打光设计能够使我们得到一副好的图像，从而改善整个系统的分辨率，简化软件的算法，使图像中的目标信息与背景信息得到最佳分离，可以大大降低图像处理算法分割、识别的难度，同时提高系统的定位、测量精度，使系统的可靠性和综合性能得到提高。

反之，如果光源设计不当，会导致在图像处理算法设计和成像系统设计中事倍功半因此，光源及光学系统设计的成败是决定系统成败的首要因素    结构光的优点是计算简单，测量精度较高，对于平坦的、无明显纹理和形状变化的表面区域都可进行精密的测量。

目前，软件处理在结构光法的效果图这块已经非常成熟，结构光已在各个领域使用    东莞创视自动化科技有限公司基于10年的行业经验，针对市场需求，客户所需，遵循真真正正为客户解决问题的思想方针，研发设计了多款结构光，例如用于线阵拍摄的同轴线性光栅光源，用于面阵拍摄的同轴光栅光源、投影光栅光源、平面同轴光源、同轴光栅结构光等。

二、产品原理及特点    根据投影光束形态的不同面结构光测量将各种模式的面结构投影到被测物体上，例如将分布较密集的均匀光栅投影到被测物体上面，由于被测物体表面凹凸不平，具有不同的深度，所以表面反射回来的光栅条纹会随着表面不同的深度发生畸变，这个过程可以看作是由物体表面的深度信息对光栅的条纹进行调制。

所以被测物体的表面信息也就被调制在反射回来的光栅之中通过被测物体反射回来的光栅与参考光栅之间的几何关系，分析得到每一个被测点之间的高度差和深度信息    计算简单，测量精度较高；    对于平坦和形状变化的表面区域都可进行精密的测量；

   根据被测物特征，可选取三种不同的纹理图案照射方式进行检测；（同轴光栅结构光）    栅格片可以根据客户要求进行图案定制；（投影结构光）    可当背光使用；（同轴光栅结构光）    体积小巧轻便，节省安装空间，条纹间距有0.5mm，1mm和2mm三种，适用于不同产品检测（平面同轴结构光）

   线阵项目专用，高亮，精度高。条纹间隔有0.2mm，0.3mm，0.5mm）（同轴线性光栅光源）

同轴光栅结构光    1.60万亮度可调像素级精准控制，可实现任意标定图像采用高精度的光学玻璃，通过相机可实现稳定成像根据被测物特征，可选取三种不同的纹理图案照射方式进行检测可通过串口设置纹理宽长度大小，实现1个光源多种用法。

   2.应用范围：液晶屏幕缺陷检测，轻微反光金属面缺陷检测，包装袋包装膜检测，光滑表面凸凹缺陷检测，可当背光使用。

投影结构光    投影结构光通过投影出有固定规律的图案到产品上，通过检测图案的变形来实现缺陷检测、弧面产品变形检测、产品3D轮廓检测栅格片可以根据要求为客户提供定制图案，必须提交标有精确几何信息的图案可提供更细的线条，更清晰的边缘和更均匀的照明，图案精度3um以上。

同轴线性光栅光源    丝印高精度条纹结构；高均匀性利用条纹变形检测；需配合线扫相机使用；手机玻璃表面缺陷检测；凹点、凸点、水波纹变形、2.5D面变形等；凹点、凸点、水波纹变形、2.5D面变形等；

三、应用案例    玻璃薄膜偏光片表面缺陷检测（同轴光栅结构光源）    玻璃薄膜偏光片的碰伤、压伤、气泡等缺陷，若使用常规光源，光路大部分会因为反光的原因造成无法观察缺陷等情况，而结构光采用了特殊光学材料，使光源均匀无影发光的同时，达到落射线光线与摄像头同轴的效果。

通过产品表面缺陷的深度差，光照射到缺陷上然后反射到光栅片中，导致条纹的的变形，检测出缺陷

OLED检测（平面同轴结构光）    检测手机屏、各类电子产品屏幕的表面缺陷如气泡、凹坑、划痕等传统的检测方案是利用低角度光检测，但是这样一来，样品表面的脏污灰尘也会对缺陷造成干扰但是使用结构就可以忽略这种干扰。

利用缺陷的深度差，反馈到条纹当中，细小的缺陷也会变得很气清晰

后记    不管是线阵使用的同轴线性光栅结构光，还是面阵使用的投影结构光、平面同轴结构光、同轴光栅结构光等，针对薄膜、玻璃、LED屏或者各类电子屏幕等光滑表面产品，检测表面的划伤、气泡、碰伤、水波纹等检测难度大的缺陷，常规光源无法解决的问题，结构光就有出其不意的效果。

以上的缺陷都是行业难题，东莞创视自动化科技有限公司为此耗费不少心血和时间，研发设计结构光系列，如今结构光在机械视觉行业中已经成为了不可缺少的助力，为推动机械视觉自动化行业发展有着非常重要的力量

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