簡述外觀缺陷檢測，基于機器視覺技術的外觀缺陷檢測詳解

產品外觀是產品質量最重要的因素之一，是否平整有無瑕疵缺陷等不僅影響到產品美觀，有的甚至直接影響產品本身的的使用和后續(xù)加工，給企業(yè)帶來重大的經濟損失。

而在檢測時，由于產品缺陷種類繁多且干擾因素眾多，例如工業(yè)機器視覺檢測常見的外表缺點瑕疵檢測有劃傷、裂紋、毛刺、披鋒、壓痕、邊緣缺口、外表氧化、臟污等外表缺點，這些都是可以經過視覺檢測設備來快速、精確的完成工作。

外觀缺陷檢測原理

機器視覺檢測產品的外觀缺陷，利用了光學原理。當光線照射到產品表面時，各種缺陷缺陷會受到周圍環(huán)境的反射和折射產生不同的結果。例如，當均勻的光垂直入射到產品表面時，如果產品表面沒有缺陷，則發(fā)射方向不會改變，檢測到的光是均勻的。

當產品表面出現缺陷時，所發(fā)出的光會發(fā)生變化，所檢測到的圖像也會隨之變化。由于缺陷的存在，缺陷周圍會發(fā)生應力集中和變形，所以在圖像中容易觀察到。如果遇到透明缺陷（如裂紋、氣泡等），光會在缺陷處發(fā)生折射，光的強度會大于周圍的光，因此在相機目標表面檢測到的光會相應增強。如果遇到光吸收型雜質，比如砂粒，那么這個缺陷位置的光會變弱。

檢測內容主要包括：

1、表面檢測：污點，劃痕，淺坑，淺瘤，邊緣缺陷，圖案缺陷等。2、尺寸測量：內圈直徑，外圈直徑，偏心度，高度，厚度等。在快速，準確，有效地分析缺陷類型的基礎上，還克服了人眼的疲勞、準確性低、效率低等缺點，提高了生產效率和確保了產品質量。

外觀缺陷檢測的難點

外觀缺陷檢測的難點主要來自于產品本身以及檢測儀器的選擇，主要有以下幾大類：

1）產品的多樣性，經常使外觀檢測陷入困境；2）產品的外觀缺陷除了常見的劃痕、雜質、裂紋等，還有易與背景融于一體的透明膠水輪廓檢測；3）反光物體通常會使圖像呈現大面積白斑，無法提取缺陷特征；4）圓弧面缺陷，受弧面的影響導致視野不能做大，如用明視野法，則成像光斑非常??；用暗視野成像則對于缺陷方向有局限性；5）部分產品表面由于材質原因，灰塵、雜質與劃痕難以區(qū)分檢測；6）空心圓柱體內壁曲面的缺陷檢測，經常由于景深不足且鏡頭視角受限，無法得到理想的圖像。

除了缺陷檢測本身固有的難點之外，在機器視覺檢測系統中，光源的選擇和使用也是能否精確檢出缺陷的一個關鍵環(huán)節(jié)。光源、相機、鏡頭的選取與搭配，是技術人員面對的一大考驗。在選擇光源時，通常需要如下考慮：

1）針對不同的檢測要求，光源可使用常亮模式，也可進行多工位頻閃拍照；2）根據外觀缺陷的形狀或材質特性，可選擇明場或暗場照明，同時光源角度也可按需調整；3）根據視野與精度要求，除了選擇不同的相機與鏡頭組合外，光源的工作距離也尤為重要。

針對不同類型的外觀缺陷檢測光源方案

不同的外觀缺陷有著不同的特征，要想達到一個好的檢測效果，需要對各種光源的原理及應用熟稔于心。選擇合適的光源才能更高效地面對不同缺陷的需求。以下為針對不同外觀缺陷樣品的常用打光方案。

1）針對反光且外形不規(guī)則的物體，可使用多角度多光譜光源。多光譜光源從多角度照射，可使物體表面不規(guī)則的區(qū)域展現出不同的成像特性；而反光面與粗糙面對光的散射效果不同，則可在圖片上投射出不同的灰度信息。通過計算顏色分布和圖像陰影變化，可準確突出物體表面的層次信息，方便后期抓取圖像特征。

2）針對大面積大視野的樣品檢測，條形光源和背光源是首選光源。大尺寸背光源，通過LED的高密度排列，提供高均勻性與高亮度的照明效果，能突出物體的外形輪廓等特征。而條光的指向性強且光線均勻，通過調整角度或者多個條光組合可檢測較大面積的外觀缺陷。

3）針對磨砂材質的表面缺陷，可使用指向性好的光源。指向性好的光源可以突出材料表面的顆粒感；相比之下，漫射光源則會使外觀缺陷的成像圖沒有對比度。

4）針對部分需要分多次拍照且有速度要求的樣品，需使用高亮光源。多工位多次拍攝成像的外觀檢測，需使用頻閃拍照系統，且光源體積要小，重量要輕。