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檢測(cè)微小物體的思路

缺陷最小檢測(cè)尺寸的思路

客戶常會(huì)提出“可以檢測(cè)多小的異物及黑點(diǎn)?”的疑問(wèn)。
下面將介紹視覺(jué)系統(tǒng)最小檢測(cè)尺寸的思路的示例之一。最小檢測(cè)尺寸的概算值,可以通過(guò)以下要素計(jì)算得出。

  • A=相機(jī)的CCD Y方向像素?cái)?shù)
  • B=拍攝視野(Y方向)(mm)
  • C=CCD上的最小檢測(cè)像素尺寸(像素)

最小檢測(cè)尺寸= B×C÷A

樹(shù)脂工件上的黑點(diǎn)
樹(shù)脂工件上的黑點(diǎn)

思路

可以借助所用的鏡頭,改變目標(biāo)物的拍攝視野。
也就是說(shuō),可以自由更改拍攝范圍,設(shè)定為10 mm或100 mm。

接下來(lái),所用的相機(jī)會(huì)影響CCD的像素?cái)?shù)。
標(biāo)準(zhǔn)尺寸的24萬(wàn)像素型CCD的縱向像素?cái)?shù)為480像素,百萬(wàn)像素顯示類型中,200萬(wàn)像素型的像素?cái)?shù)則為1200像素。

此外,CCD的最小尺寸為1像素,而對(duì)于可檢測(cè)的最小像素?cái)?shù),需要查看2像素角。
根據(jù)條件,存在需要考慮約4像素角的情況。

在此,以視野60 mm為例,嘗試考慮使用百萬(wàn)像素相機(jī)的情況。

將最小檢測(cè)像素?cái)?shù),設(shè)為2像素角。
計(jì)算此時(shí)的最小檢測(cè)尺寸,可將A=1200像素、B=60 mm、C=2像素代入上述公式來(lái)求取。
最小檢測(cè)尺寸= 60 × 2 ÷ 1200 = 0.1 mm

思路

連續(xù)傳送工件的檢測(cè)時(shí)設(shè)定

快門速度介紹

例如,在檢測(cè)連續(xù)膜片上的異物時(shí),膜片將連續(xù)流動(dòng)進(jìn)檢測(cè)范圍。
用相機(jī)拍攝這種對(duì)象時(shí),如果與生產(chǎn)線速度相比,快門速度(曝光時(shí)間)不夠快,就會(huì)導(dǎo)致拍出的圖像抖動(dòng)。

快門速度介紹

要充分抑制這種抖動(dòng),應(yīng)該將快門速度設(shè)定為約等于檢測(cè)異物移動(dòng)最小尺寸的1/5左右距離的時(shí)間。

快門速度=預(yù)期最小檢測(cè)異物尺寸÷5÷生產(chǎn)線速度

例)預(yù)期最小檢測(cè)異物尺寸=1 mm 生產(chǎn)線速度=1 m/秒
快門速度=1 mm÷5÷1000 mm/秒=1/5000,因此,理想的快門速度應(yīng)為1/5000。

最大生產(chǎn)線速度介紹

下面,將根據(jù)預(yù)期最小檢測(cè)尺寸,對(duì)可檢測(cè)生產(chǎn)線速度的計(jì)算方法進(jìn)行說(shuō)明。

只要確定了需要檢測(cè)的最小異物尺寸,就可以根據(jù)上一頁(yè)的思路,確定必需的視野。

只要確定了視野,該視野在視覺(jué)系統(tǒng)時(shí)間內(nèi)移動(dòng)的生產(chǎn)線速度,即為可完整檢測(cè)的生產(chǎn)線速度。

最大生產(chǎn)線速度=拍攝視野÷視覺(jué)系統(tǒng)時(shí)間

此處的視覺(jué)系統(tǒng)時(shí)間,會(huì)因視覺(jué)系統(tǒng)的能力及設(shè)定內(nèi)容而改變,需通過(guò)測(cè)試進(jìn)行實(shí)測(cè)。

例如,預(yù)期檢測(cè)最小尺寸=0.2 mm,根據(jù)上一頁(yè)中的表格,使用200萬(wàn)像素相機(jī)時(shí),最大拍攝視野可達(dá)100 mm。

假設(shè)視覺(jué)系統(tǒng)時(shí)間=50 ms最大生產(chǎn)線速度 = 100 mm÷0.05秒=2000 mm/秒則2 m/秒以內(nèi)可實(shí)現(xiàn)完整檢測(cè)。

最小檢測(cè)尺寸

CCD的最小尺寸為1像素,而對(duì)于對(duì)比度清晰的圖像而言,可檢測(cè)的最小像素?cái)?shù),需要查看2像素角。

根據(jù)條件,存在需要考慮約4像素角的情況。
反之,同樣存在根據(jù)最小檢測(cè)尺寸計(jì)算視野的情況。此時(shí),將計(jì)算公式中的最小檢測(cè)尺寸設(shè)為0.1 mm,縱向像素?cái)?shù)設(shè)為1200像素,則視野=0.1(mm)÷2(像素) × 1200(像素),因此視野(Y方向)為60 mm。

支持的生產(chǎn)線速度

[間歇傳送時(shí)]
?每分鐘的最大檢測(cè)次數(shù)=60(秒)÷視覺(jué)系統(tǒng)的處理時(shí)間(秒)
?視覺(jué)系統(tǒng)的目標(biāo)處理速度(ms)=1(秒)÷預(yù)期檢測(cè)次數(shù)(次/秒) × 1000
[連續(xù)傳送時(shí)]
?快門速度=預(yù)期最小檢測(cè)異物尺寸÷5÷生產(chǎn)線速度
?最大生產(chǎn)線速度=拍攝視野÷視覺(jué)系統(tǒng)時(shí)間

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