工业机器视觉系统如何实现精准检测？

CCD视觉检测机，ccd电荷耦合器件，是一种特殊的半导体，现在人们习惯用CCD当图像传感器的代名词。CCD是当今图像传感器的主流技术，也是技术最成熟、应用最广泛的可见光图像传感器，以其光谱响应宽、动态范围大、灵敏度和几何精度高、噪声低、分辨力高、便于进行数字化处理和与计算机连接等优点，应用领域不断扩展，其在工业测控中也得到了广泛应用。

 

一、CCD的特点

1、高解析度（High Resolution）：像点的大小为m级，可感测及识别精细物体，提高影像品质，从早期1寸、1/2寸、2/3寸、1/4寸到现在的1/9寸，像素数目已从初期的10万多增加的千万像素，以后还有急需增加的趋势。

2、低噪声（Low Noise）高敏感度：CCD具有很低的读出噪声和暗电流噪声，因此有比较高的信噪比（SNR），同时具有高敏感度0.0003、0.00056LUX甚至0LUX低光度的入射光也能检测到，其信号不会被噪声掩盖，所以CCD的应用基本不受气候限制。

3、动态范围广（High Dynamic Range）：通过数字处理的CCD信号，其动态范围可达到400%，专业级可达到600%，可同时适用于强光和弱光，提高系统环境的使用范围，不因亮度差异大而造成信号反差现象。

4、良好的线性特性曲线（Linearity）：入射光源强度和输出信号大小成良好的正比关系，能很好地反应被摄图像的细节层次，降低信号补偿处理成本。

5、光子转换效率高（High Quantum Efficiency）：很微弱的入射光照射都能被记录下来，若配合影响增强管及投光器，即使在黑夜远处的景物也能拍摄到。

6、大面积感光（Large Field of View）：利用半导体技术已可制造大面积的D晶片，目前于传统胶片尺寸相当的35mm的晶片已经开始应用在数码相机中，成为取代专业光学相机的关键元件。

7、光谱响应广：从0.4~1.1μm，能检测很宽波长范围的光，增加系统使用弹性，扩大系统应用领域；根据不同应用场合，需用滤色片或复合滤色片；

8、低影像失真：使用CCD感测器，其图像处理不会有失真的情形，使原物体表面信息忠实的反应出来；

9、体积小、重量轻：CCD具备体积小且重量轻的特性，应用广泛；

10、低耗能，不受强电磁场影响；

11、电荷传输效率佳：该效率系数影响信噪比、解像率，若电荷传输效率不佳，影像将变模糊；

12、可大批量生产，品质稳定，坚固，不易老化，使用方便及保养容易。有些烧坏的CCD像素，经过一段时间的带电工作后能自我恢复。

二、CCD在工业检测领域的应用

1、可用于对象几何量的测量。几何量参数包括：长、宽、液位、面积等等都可以用CCD传感器技术来测量。另外，其它如进行多尺寸的检测和检查包装的尺寸、形状、商标位置与方向是否准确等许多场合也都可以采用CCD技术。

2、在线模式识别。如识别沿自动化生产线传送的分布离散物件或产品、检测零件的有无、装备在机器人上作为视觉系统、以及设备安装是否符合要求、位置是否准确等。

3、物体表面自动检测。工业生产中，表面状况是物体质量的一个重要因素，采用CCD技术对物体表面状况进行高精度的检测，不仅可以省略以往光学机构扫描法中的运动部件，而且检测色度高，系统结构小，能自动显示或记录被检测物体的表面状态等。因而可应用于工业生产中进行检测金属板、塑料、玻璃、纺织等物品的表面缺陷。

4、加工过程检测。因为CCD具有高速读出能力，因而也可以用于加工业过程中的检测，如机床加工中的位置测定是闭环控制不可缺少的一个环节，应用CCD技术能够实现加工设备位置高精度的实时控制。

审核编辑 黄宇