用于機(jī)器視覺中的LED數(shù)碼管光學(xué)檢測方案
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傳統(tǒng)的led生產(chǎn)線上的產(chǎn)品質(zhì)量控制主要依靠經(jīng)過訓(xùn)練過的技師通過目視來實(shí)現(xiàn)，由于人眼的主觀性，很難對產(chǎn)品的質(zhì)量進(jìn)行精確、穩(wěn)定地控制。與人眼相比，機(jī)器視覺系統(tǒng)具有高速度、精確性、可重復(fù)性、長期工作的穩(wěn)定性。因此將機(jī)器視覺技術(shù)應(yīng)用在led的光學(xué)檢測上可在很大程度上提高產(chǎn)品質(zhì)量控制的精度及速度。
2 led數(shù)碼管檢測對ccd的要求
待檢產(chǎn)品為七段led數(shù)碼管如圖1所示：
用ccd檢測產(chǎn)品亮度不均勻程度，提高生產(chǎn)效率，減少人為因素。對于“8”字產(chǎn)品（如圖1）就是量測每段（segment）的相對亮度，判斷每段之間的相對亮度差值（指亮度不均勻比率、泄光率是否在合理范圍內(nèi)，以此來判斷產(chǎn)品是否為良品。同樣地對于點(diǎn)陣產(chǎn)品判斷是每個(gè)點(diǎn)）。
?。?） 產(chǎn)品條件限制
分兩種情況，一是指極端型產(chǎn)品;另一是指普通型產(chǎn)品：
極端型產(chǎn)品情況：“8”字產(chǎn)品段之間最小間隔（d）0.3mm，段面積a=2×0.6=1.2mm2（如圖2），段最低亮度值0.1mcd;普通型產(chǎn)品情況：“8”字產(chǎn)品段之間最小間隔（d）0.3mm，段面積a=4×0.8=3.2mm2，段最低亮度值0.8mcd。
（3） 判斷亮度差值標(biāo)準(zhǔn)
亮度不均勻比率1:1.3，指每段（或點(diǎn)）之間亮度值比率;
泄光率1:0.2，指點(diǎn)亮段（或點(diǎn)）與不點(diǎn)亮段（或點(diǎn)）亮度值比率。
在（2）、（3）項(xiàng)目條件下，要求ccd最小判斷段數(shù)（或點(diǎn)數(shù)）應(yīng)不少于64個(gè)，其次，一次測完64段（或點(diǎn)）時(shí)間不大于3s。
3 硬件方案
硬件系統(tǒng)系統(tǒng)由ccd相機(jī)、鏡頭、相機(jī)支架、圖像采集卡、遮光罩、計(jì)算機(jī)、結(jié)果輸出單元等組成，如圖2所示。
本系統(tǒng)相機(jī)選用日本jai公司的cv-a1 ccd相機(jī)。此相機(jī)的主要參數(shù)列表如附表。
附表 cv-a1主要性能參數(shù)
名稱 參數(shù)
象元尺寸 4.65′4.65mm2
有效象元數(shù) 1392′1040
最大滿幀輸出 1380′1035
象元時(shí)鐘 28.64mhz
行頻 17.127khz（1672/line）
掃描方式 逐行掃描
幀頻 16fps
靈敏度 0.3lux（max gain， 50% video）
信噪比 50db
快門 1/16-1/20000
增益 -0.3-12db（手動(dòng)）
輸出格式 1vpp/75w
譜段 0.4-1.0mm（黑白）
尺寸 29′44′66mm3
重量 150g
功耗 3w/12v
數(shù)量 1臺(tái)
對于要檢測的led產(chǎn)品，尺寸為60×40mm，對分辨率為1392×1040的jai相機(jī)，按照5％的無效象素的原則，有效成像的分辨率為1300×1000，則系統(tǒng)可以達(dá)到的最大象素當(dāng)量為：
水平方向：60mm/1300pixel≈0.04mm/pixel;
垂直方向：40mm/900pixel ≈0.04mm/pixel。
?。?） 鏡頭
選用computar公司百萬象素級(jí)1214-mp鏡頭。該款鏡頭是針對高分辨力或高像質(zhì)需求設(shè)計(jì)，適用對象為1k′1k至2k′2k的相機(jī)，應(yīng)用于本系統(tǒng)可以獲得很好的圖像清晰度。它的特點(diǎn)是：適用于兆級(jí)象素相機(jī)的成像;高分辨力超大變倍鏡頭;在整個(gè)屏幕范圍內(nèi)都具有高對比度和高清晰度的圖像;緊湊式設(shè)計(jì);低變形率。
由于對工作距離沒有特殊的要求，因而選用12mm的鏡頭就可以保證獲得全幀圖像。
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