用于机器视觉中的LED数码管光学检测方案
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传统的led生产线上的产品质量控制主要依靠经过训练过的技师通过目视来实现，由于人眼的主观性，很难对产品的质量进行精确、稳定地控制。与人眼相比，机器视觉系统具有高速度、精确性、可重复性、长期工作的稳定性。因此将机器视觉技术应用在led的光学检测上可在很大程度上提高产品质量控制的精度及速度。
2 led数码管检测对ccd的要求
待检产品为七段led数码管如图1所示：
用ccd检测产品亮度不均匀程度，提高生产效率，减少人为因素。对于“8”字产品（如图1）就是量测每段（segment）的相对亮度，判断每段之间的相对亮度差值（指亮度不均匀比率、泄光率是否在合理范围内，以此来判断产品是否为良品。同样地对于点阵产品判断是每个点）。
（2） 产品条件限制
分两种情况，一是指极端型产品;另一是指普通型产品：
极端型产品情况：“8”字产品段之间最小间隔（d）0.3mm，段面积a=2×0.6=1.2mm2（如图2），段最低亮度值0.1mcd;普通型产品情况：“8”字产品段之间最小间隔（d）0.3mm，段面积a=4×0.8=3.2mm2，段最低亮度值0.8mcd。
（3） 判断亮度差值标准
亮度不均匀比率1:1.3，指每段（或点）之间亮度值比率;
泄光率1:0.2，指点亮段（或点）与不点亮段（或点）亮度值比率。
在（2）、（3）项目条件下，要求ccd最小判断段数（或点数）应不少于64个，其次，一次测完64段（或点）时间不大于3s。
3 硬件方案
硬件系统系统由ccd相机、镜头、相机支架、图像采集卡、遮光罩、计算机、结果输出单元等组成，如图2所示。
本系统相机选用日本jai公司的cv-a1 ccd相机。此相机的主要参数列表如附表。
附表 cv-a1主要性能参数
名称 参数
象元尺寸 4.65′4.65mm2
有效象元数 1392′1040
最大满帧输出 1380′1035
象元时钟 28.64mhz
行频 17.127khz（1672/line）
扫描方式 逐行扫描
帧频 16fps
灵敏度 0.3lux（max gain， 50% video）
信噪比 50db
快门 1/16-1/20000
增益 -0.3-12db（手动）
输出格式 1vpp/75w
谱段 0.4-1.0mm（黑白）
尺寸 29′44′66mm3
重量 150g
功耗 3w/12v
数量 1台
对于要检测的led产品，尺寸为60×40mm，对分辨率为1392×1040的jai相机，按照5％的无效象素的原则，有效成像的分辨率为1300×1000，则系统可以达到的最大象素当量为：
水平方向：60mm/1300pixel≈0.04mm/pixel;
垂直方向：40mm/900pixel ≈0.04mm/pixel。
（2） 镜头
选用computar公司百万象素级1214-mp镜头。该款镜头是针对高分辨力或高像质需求设计，适用对象为1k′1k至2k′2k的相机，应用于本系统可以获得很好的图像清晰度。它的特点是：适用于兆级象素相机的成像;高分辨力超大变倍镜头;在整个屏幕范围内都具有高对比度和高清晰度的图像;紧凑式设计;低变形率。
由于对工作距离没有特殊的要求，因而选用12mm的镜头就可以保证获得全帧图像。
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