應用分享丨一套方案搞定形貌+色彩檢測! 2.5D檢測技術再升級
前言
現階段,2.5D視覺成像多為黑白方案,僅能重建表面形貌,無法獲取色彩信息,面臨著“形與色難以兼顧”的技術痛點。
針對這一難題,埃科光電突破技術壁壘,發布彩色2.5D成像方案,將真彩成像與2.5D計算成像深度融合,同時打通彩色光度立體、彩色相位偏折兩大技術路線,覆蓋線陣、面陣全硬件形態,實現色彩信息與表面形貌同步精準重建。
一、應用背景
在精密制造的視覺檢測環節,產品表面往往同時面臨結構性弱缺陷(如細微凹凸、劃痕)與色彩性缺陷(如色差、氧化變色)的雙重挑戰。
色彩檢測需求
由于傳統的2D視覺檢測方案難以提取微弱高度特征,行業通常采用2.5D成像技術來消除背景干擾、凸顯形貌變化。然而,目前市面上絕大多數的2.5D系統均基于黑白相機開發,面臨著看清了微觀形貌,卻丟失了真實色彩的技術局限。
效能提升需求
為了兼顧這兩大類缺陷檢測,往往需設立兩個獨立的檢測工位,這不僅導致硬件成本翻倍、擠占產線物理空間,更易因圖像匹配問題拉低整體檢測節拍,市場亟需一種能兼具形貌特征提取與色彩還原的成像方案。
二、技術解密
針對上述行業痛點,埃科光電依托“光-機-電-算-軟”全棧研發能力,發布彩色2.5D成像系統,在多項技術上實現突破:
1、彩色2.5D成像硬件架構
在硬件配置上,埃科光電彩色2.5D系統具備靈活的架構配置與打光策略,實現對色彩與形貌的同步檢測:全面兼容RGB彩色線陣、面陣相機成像硬件,支持選配不同種類的2.5D白光光源(穹頂光源、線光源、環形光源等),精準還原物體本色與表面形貌。
2、攻克邊緣偽彩難題
彩色線陣相機在配合多角度光源分時曝光時,受工件高速運動、各波段響應差異影響,極易在彩色均值圖中產生色散現象(即邊緣偽彩),將干擾檢測算法判定,是彩色2.5D成像規模化落地的核心壁壘。
針對此難題,埃科光電憑借自研去偽彩算法,通過精準的色散校正系數優化,可有效去除彩色均值圖像中的色散現象。整套系統在高速掃描工況下,依然保持超高色彩還原度與圖像純凈度,保障形貌重建精度與色彩檢測準確性。
如下圖所示,進行色散校正后,能夠消除圖像中的邊緣偽彩問題。
3、光度立體與相位偏折技術路線
埃科彩色2.5D成像系統支持雙重技術路線:涵蓋針對漫反射/弱反光表面的彩色光度立體系統,以及針對高反光金屬材質的彩色相位偏折系統,精準感知表面細微高度起伏,實現了對各類材質和復雜工藝檢測的全場景覆蓋。
三、應用案例
基于強大的硬件配置與底層算法,埃科彩色2.5D成像系統已在多個精密制造場景中展現出優勢。
1、PCB板外觀檢測
檢測難點
PCB板外觀檢測不僅需要識別銅箔裸露、焊盤劃傷、橋連、虛焊等形態缺陷,同時還需精準判定絲印顏色錯誤、油墨脫落及氧化變色等色彩缺陷。傳統2D AOI方案難以識別高度差極小的微弱缺陷,單色2.5D方案則無法判別油墨色差。
解決方案
采用埃科彩色線陣光度立體系統,單次掃描即可同步輸出兩種類別的關鍵圖像。
應用效果
2.5D特征算法圖精準提取劃痕與微小凹坑等形貌缺陷;而RGB彩色均值圖則直接用于判定油墨色差與絲印不良,實現缺陷立體檢測+色彩校驗一體化,替代需兩個檢測工位的冗余系統,提升PCB品質管控效率。
2、筆記本電腦金屬中框檢測
檢測痛點
筆記本中框為金屬材質,存在強反光、加工刀紋干擾等問題,極易掩蓋微小劃痕;傳統視覺檢測方案易過曝、混淆刀紋與劃痕/凹坑,且無法區分鉸鏈連接處的表面色差與結構缺陷。
解決方案
埃科光電彩色線陣相位偏折成像系統。
應用效果
破解形態缺陷:針對高反光的物理特性,采用彩色線陣相位偏折技術路線進行打光成像,埃科獨家自研的2.5D刀紋去除算法能有效濾除金屬表面的加工刀紋干擾,配合缺陷增強算法凸顯缺陷特征,讓凹坑、劃痕等缺陷一目了然。
破解色彩缺陷:與此同時,彩色成像精準捕獲了金屬表面的氧化變色與暗斑,真正在高反光材質上實現了“形色兼備”。
四、拓寬傳感邊界,引領成像新紀元
埃科光電彩色2.5D成像系統依托專業的光源設計、高性能硬件與出色的自研圖像融合算法,突破市面上2.5D成像僅能還原表面形貌、無法區分色彩類缺陷的局限,實現色彩信息與表面形貌精準融合檢測,讓2.5D視覺檢測從“只辨其形”升級為“形色兼備”。
未來,埃科光電將持續深耕消費電子、PCB、精密制造等核心領域,為高端制造行業品質管控提供更精準、更高效、更靈活的視覺支撐,推動工業檢測升級,以技術創新賦能產業高質量發展。
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