背景

工业机器视觉检测一直追求机器替代人眼的效果，在定位、测量、识别等任务上已经取得长足进步，实现了对于人眼检测工位的替代。但是产线上还存在一些缺陷检测任务，由于缺陷类型众多，单一角度下无法完全呈现，始终未能实现机器替代人眼的目标。例如，动力电池的表面缺陷类型众多，包括深浅不一的划痕、凹坑、凸起、褶皱等，采用传统的2D成像手段难以区分不同类型的缺陷，3D成像手段对于细微的高度变化也无能为力。

埃科线扫光度立体系统的产品组成

为了解决表面缺陷检测难题，埃科光电研发了光度立体系统，凭借其多样的特征输出图和高速硬件计算成像技术，一举突破了表面缺陷检测难题，为动力电池、半导体、新型显示等产品领域的检测难题提供了新的成像解决方案。

该系统根据不同检测速度、精度及视野要求可以选配相匹配的镜头与光源，确保在复杂的检测场景中获得更准确的结果。目前共有三种类型的系统，线扫光度立体系统支持搭配多分区穹顶光源或4分区线光源；面阵光度立体系统搭载8分区环形光源。

埃科线扫光度立体系统的产品亮点

埃科光度立体系统集光学、结构、电路、算法研究成果于一体，成功突破固有的表面缺陷检测难题，显著提升了光学系统对于多种多样的表面缺陷的检出能力。

1、多角度光源设计

埃科光度立体系统为线扫应用设计了穹顶光源与线光源两种方案。其中穹顶光源照射均匀性好，对于表面反射特性要求低，无论是接近漫反射的表面还是接近镜面反射的物体表面，均能检出表面缺陷。多角度线光源更适合接近漫反射特性的表面，空间布局紧凑，适合安装空间受限的工位采用。

2、紧凑的结构方案

埃科光度立体系统设计了光源、相机、控制器一体化安装方案，结构更加紧凑。其中面阵光度立体系统集相机与控制器于一体，相机端即可实现光源控制。而线阵光度立体系统也支持将控制器、光源、相机安装于一个整体结构上，具有极高的集成度。

3、硬件计算成像

埃科光度立体系统设计了独特的硬件计算成像方案，在图像采集的同时进行光度立体图像融合计算，采集完成图像也计算完成，时间延迟在us量级。传统的图像采集-计算成像方案如下左图所示，耗时较长；埃科自研的图像采集-计算成像并行方案如下右图所示，极大提高了计算效率，几乎在采集完成的同时计算结果也完成。

4、丰富的图像融合算法

目前相机端支持纹理图、梯度图、积分图等8种融合图像硬件实时计算输出，软件端支持16种融合图像，每一种融合图像对于不同类型的缺陷有不同的凸显效果。例如，纹理图可以反映表面反射率差异，积分图可以强调表面高低起伏的变化，梯度图可以揭示表面的梯度特征，法向量图可以表示表面法向量的分布情况，曲率图可以表达表面的曲率变化。众多的计算成像结果为表面缺陷检测与质量控制提供了有效的手段。

结语

埃科光度立体系统是光、机、电、算完美融合的产品，它不仅要求出色的光源设计，也要求苛刻的硬件计算性能开发以及精妙的算法设计。随着产品质量检测的要求日益提高，对光学成像系统的缺陷表达能力提出了更高的要求，埃科光度立体系统正是满足这一要求的关键工具。