機(jī)器視覺(jué)在光纖端面缺陷檢測(cè)中的應(yīng)用
加入技術(shù)交流群
2．3 缺陷的檢測(cè)
2．3．1 不同的閾值
光纖端面缺陷包括白點(diǎn)(崩缺)、黑點(diǎn)(臟污)、陰影(內(nèi)裂)以及劃痕。其中崩缺和劃痕是顏色亮于光纖端面的部分，而臟污和陰影是顏色暗于光纖端面的部分。要檢測(cè)出這些缺陷，對(duì)每個(gè)區(qū)域的每個(gè)亮部檢測(cè)前都要重新對(duì)原始圖像進(jìn)行一次圖像處理，同時(shí)對(duì)每個(gè)區(qū)域的每個(gè)暗部檢測(cè)前也要重新對(duì)原始圖像進(jìn)行一次圖像處理，以便設(shè)置不同的閾值以區(qū)分出比光纖端面亮的部分和比光纖端面暗的部分。這樣在檢測(cè)過(guò)程中就先后對(duì)暗部和亮部進(jìn)行了檢測(cè)，如果兩者中任何一種檢測(cè)不能通過(guò)，則這個(gè)區(qū)域的檢測(cè)就是不能通過(guò)的。
光纖端面需要進(jìn)行檢測(cè)的區(qū)域包含了光纖包層和光纖包層以外的陶瓷部分，所以亮色缺陷和暗色缺陷除了分布在光纖包層上外還有可能會(huì)分布在陶瓷面上。由于光纖包層在采集的圖像中是暗色的，與暗色的缺陷色度比較接近，而包層外的陶瓷部分色度則更接近于亮色的缺陷。所以檢測(cè)光纖包層上和包層外陶瓷面上的缺陷時(shí)，針對(duì)暗色缺陷和亮色缺陷都需要分別設(shè)定不同的閾值，才能準(zhǔn)確地檢測(cè)出整個(gè)端面的缺陷。因此利用VBAI檢測(cè)光纖包層外的陶瓷面區(qū)域時(shí)，需要重新根據(jù)雙峰法設(shè)定閾值，如圖5所示。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/165974.htm
由圖5可見(jiàn)，在檢測(cè)的過(guò)程中，必須要針對(duì)暗色缺陷和亮色缺陷在光纖端面包層內(nèi)外的不同分布，分別設(shè)定不同的閾值，否則會(huì)極大的影響檢測(cè)的精確度。需要注意的是，纖芯本身就是亮色的，所以亮色缺陷檢測(cè)過(guò)程中需要把纖芯忽略掉。
2．3．2 缺陷的判定
在光纖端面缺陷檢測(cè)中，既有不能接受的缺陷，也有可以接受的缺陷，對(duì)于崩缺、臟污、內(nèi)裂和劃痕這類缺陷顆粒，鑒定其能不能被接受就取決于它們的大小與長(zhǎng)度。一般，評(píng)價(jià)它們的大小與長(zhǎng)度主要是根據(jù)其費(fèi)雷特直徑(Feret Diameter)的大小。費(fèi)雷特直徑是一種常用的顆粒直徑表示方法，對(duì)于規(guī)則的球形顆粒，可以用“直徑”來(lái)精確描述其大小，但是絕大多數(shù)情形下顆粒尤其是劃痕的形狀都不是球形，用直徑表示顯然欠確切，也容易引起誤解。因此，表示顆粒大小引用“顆粒直徑”的概念。所謂顆粒直徑，即表示顆粒大小的“一因次”尺寸。“因次”又稱為量綱，是基本物理量的度量單位，例如長(zhǎng)短、體積、質(zhì)量、時(shí)間等等。同一顆粒，由于應(yīng)用場(chǎng)合不同，測(cè)量的方法也往往不同，所得到的顆粒直徑的值當(dāng)然也不同，如：在顯微鏡下觀察到的是顆粒在與視線垂直的平面上的尺寸，篩分所得到的粒徑是篩孔尺寸，沉降所得到的是某種沉降特性相同的球形顆粒的直徑等。
本文的光纖端面缺陷機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)中，二值化圖像后要測(cè)量的缺陷的費(fèi)雷特直徑即是在顯微鏡下與視線垂直的平面上的尺寸。任何一個(gè)不規(guī)則物體的費(fèi)雷特直徑都有大有小，通常所需要得到的是最大的費(fèi)雷特直徑，然后和檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比，如果最大費(fèi)雷特直徑大于可以接受的缺陷顆粒直徑，則檢測(cè)不能通過(guò)。VBAI的功能非常強(qiáng)大，它提供了能夠直接測(cè)量最大費(fèi)雷特直徑(Max Feret Diameter)的函數(shù)，由此便可以方便快捷地測(cè)出各種缺陷顆粒的最大費(fèi)雷特直徑大小，包括線性特征的劃痕，劃痕的最大費(fèi)雷特直徑就是其長(zhǎng)度。在VBAI的視覺(jué)助手函數(shù)模塊中有一個(gè)質(zhì)點(diǎn)過(guò)濾(Particle Filter)的子函數(shù)模塊，它可以設(shè)定一定范圍的最大費(fèi)雷特直徑值，然后將最大費(fèi)雷特直徑處于這個(gè)范
圍內(nèi)的缺陷顆粒都過(guò)濾掉，接著進(jìn)行判定，例如：在一個(gè)檢測(cè)區(qū)域內(nèi)，要求最大費(fèi)雷特直徑小于等于5μm的缺陷顆粒不能超過(guò)5個(gè)，并且無(wú)大于5μm的缺陷顆粒。利用公式(2)可以計(jì)算出，放大400倍后5μm轉(zhuǎn)換成像素值約等于7．559 pix。然后利用質(zhì)點(diǎn)過(guò)濾函數(shù)模塊，先將最大費(fèi)雷特直徑小于7.559 pix的缺陷顆粒濾去，用粒子分析(Detect Objects)函數(shù)模塊檢測(cè)顆粒的數(shù)量，如果檢測(cè)出有顆粒就判定不能通過(guò)；接著再利用質(zhì)點(diǎn)過(guò)濾函數(shù)模塊將最大費(fèi)雷特直徑大于7．559 pix的顆粒濾去，依舊用粒子分析函數(shù)模塊檢測(cè)顆粒數(shù)量，如果檢測(cè)出有大于5個(gè)顆粒就判定不能通過(guò)。
檢測(cè)完所有的區(qū)域后，調(diào)用VBAI里的設(shè)定整體檢測(cè)狀態(tài)(Set Inspection Status)函數(shù)模塊，里面有一個(gè)選項(xiàng)是“任何一個(gè)檢測(cè)步驟不能通過(guò)，則這個(gè)檢測(cè)不能通過(guò)(Fail if Any Previous Step Fails)”，把這個(gè)選項(xiàng)點(diǎn)選上，則前面任何一個(gè)區(qū)域的檢測(cè)不能通過(guò)的話，這個(gè)光纖端面的檢測(cè)就判定為不能通過(guò)，這樣就不會(huì)漏過(guò)任何一個(gè)不符合檢測(cè)要求的檢測(cè)區(qū)域了。
2．4 報(bào)表的生成
報(bào)表作為檢驗(yàn)測(cè)試結(jié)果最直觀和最重要的憑證，是測(cè)試系統(tǒng)必不可少的組成部分。每個(gè)光纖端面檢測(cè)完成后都會(huì)產(chǎn)生許多數(shù)據(jù)，包括每個(gè)檢測(cè)區(qū)域缺陷的數(shù)量、大小等等。如果將這些數(shù)據(jù)指定文件路徑后自動(dòng)導(dǎo)入到Excel或Word文件中，不僅可以提高整個(gè)檢測(cè)系統(tǒng)的自動(dòng)化程度，還大大降低了測(cè)試人員的工作量。因此在程序的最后加上VBAI中的一個(gè)數(shù)據(jù)導(dǎo)出(Data Logging)函數(shù)模塊，將數(shù)據(jù)以Excel格式保存在本機(jī)電腦硬盤上或者將其上傳至FTP服務(wù)器中并保存起來(lái)，提高數(shù)據(jù)的安全性和可靠性，方便隨時(shí)查看。
3 結(jié)論
本文結(jié)合圖像處理技術(shù)，根據(jù)采集的光纖端面圖像開發(fā)出了一套基于機(jī)器視覺(jué)的光纖端面缺陷檢測(cè)系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)證明，這個(gè)系統(tǒng)能夠高效率、高質(zhì)量的對(duì)光纖端面的缺陷進(jìn)行檢測(cè)與判斷，避免人工檢測(cè)帶來(lái)的操作失誤現(xiàn)象，極大地提高了檢測(cè)的可靠性。
除了本文中對(duì)光纖端面檢測(cè)的應(yīng)用外，借助紅外線、紫外線、X射線、超聲波等高新探測(cè)技術(shù)，機(jī)器視覺(jué)在檢測(cè)非可視物體和高危險(xiǎn)場(chǎng)景時(shí)更具有其突出優(yōu)點(diǎn)。因此，機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)將會(huì)成為越來(lái)越受歡迎的方案。
評(píng)論