傳統的 3-D AOI 技術(shù)
從檢測圖像中可以萃取出不同類(lèi)型的信息。其表面顏色一直被成功用于檢查零部件在位 / 缺失。而對于焊點(diǎn)檢測，要精確確定焊點(diǎn)質(zhì)量，形狀信息比顏色信息更有用。在零部件的顏色與基板顏色相似的情況下，形狀信息也很有用。因此，在 AOI 系統中，捕獲和重建 3-D 形狀的能力是非常必要的。
PCB 檢測所需的能在微米解析度水平下工作的傳統 3-D 成像技術(shù)，包括立體成像、激光成型（ laser profiling ）和共聚焦顯微鏡技術(shù)。其中有些技術(shù)，如共聚焦掃描，對于在線(xiàn)檢測來(lái)說(shuō)費時(shí)太多，而另外一些技術(shù)，如傳播時(shí)間方法（ time-of-flight methods ），又不能提供 PCB 檢測所需的解析度。
激光成型技術(shù)是一種成功應用于 AOI 系統中的 3-D 成像技術(shù)。一條激光細線(xiàn)與相機呈某一角度發(fā)射到檢測目標上。然后就用這條細線(xiàn)在相機圖像中的偏移來(lái)迅速確定照亮點(diǎn)的高度。在目標上掃描該激光線(xiàn)圖案，就能構成目標表面完全的深度外形輪廓。
相同的三角測量方法擴展到了其他結構化光技術(shù)上，把柵格圖案或復合頻率掃描圖案投射到目標表面，而消除了對目標表面進(jìn)行掃描的需要。
盡管這些技術(shù)對許多種類(lèi)的目標都是有效的，但對于焊點(diǎn)的鏡像反射表面卻效果不佳，因為光是以極窄范圍的角度反射回來(lái)，很可能完全沒(méi)有達到相機的光圈，結果導致目標高度不準確。
在立體成像技術(shù)中，采用兩架相機從不同位置觀(guān)察目標，拍攝目標的兩個(gè)圖像。為了獲得 3-D 信息，先用搜索算法確定兩張圖像的哪些象素與目標上的點(diǎn)相對應（象素對應），依據是其圖案 / 構造 / 邊緣的匹配程度。其次，對每對相對應的象素的差異程度進(jìn)行計算。已知相機間的距離和放大倍數，其差異值可轉化為相機到目標的距離，進(jìn)而形成關(guān)于可見(jiàn)目標表面的距離圖。
在 AOI 中應用立體成像技術(shù)存在實(shí)際困難。為了解決象素對應的問(wèn)題，兩架相機的視域需要相當程度的重疊。在通常用于 PCB 檢測的放大水平條件下，透鏡必須安置在比大多數高質(zhì)量透鏡尺寸大小所允許的更近得多的位置上。于是，要么必須采用更低質(zhì)量的占空間小的透鏡，放大倍數減��；要么相機必須彼此呈某一角度放置，增加了透視全景校正的計算成本。對于那些表面圖案很少的目標，如黑色元件或焊點(diǎn)的光滑金屬表面，象素對應是模糊的，使得其差異結果分析不確定。由于把立體成像技術(shù)應用到 AOI 中出現的模糊性和復雜性，多臺相機（有的 AOI 系統采用 10 臺甚至更多）并不會(huì )自動(dòng)形成 3-D 信息。
完全的深度外形輪廓并非描述目標形狀的唯一方法。像表面傾斜這樣的表面特性也提供關(guān)于目標形狀的信息。有的 AOI 系統就是用來(lái)捕獲這類(lèi)信息的。在帶有照明環(huán)的系統中，單一的相機對從不同角度照明的目標成像。以低角度照明光拍攝的圖像顯示出傾斜度大的區域，而以高角度光拍攝的圖像則顯示出平坦的區域。既然采用單架相機，單個(gè)圖像采來(lái)的信息已經(jīng)相互匹配，不再需要解決象素對應的問(wèn)題。事實(shí)上，采用單相機和多照明的 AOI 系統，為開(kāi)發(fā)出更加復雜的 3-D 成像系統提供了良好的起點(diǎn)。
機器視覺(jué)技術(shù)的優(yōu)越性
總之，隨著(zhù)機器視覺(jué)技術(shù)自身的成熟和發(fā)展，可以預計它將在現代和未來(lái)制造企業(yè)中得到越來(lái)越廣泛的應用 |
