相机成像原理_视觉技术，3D AOI 检测原理简介

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AOI(Automated Optical Inspection缩写)，中文全称是自动光学检测，基于光学原理来对焊接生产中遇到的常见缺陷进行检测的设备。在如今的电子制造业中AOI设备如同其他工艺站位一样有着重要的作用，传统AOI由于2D成像原理上的一些缺陷，无法做到“既准又快”的检出所有不良点同时又能兼顾设备产能，但是如何改进设备的性能以满足各大电子厂对质量和产能的双重要求呢？各大厂家开始在检测方法上下功夫了，于是3D AOI设备就应运而生了。

说到3D测试就不得不说一下3D成像及其测试原理了：

1.激光轮廓测量系统：使用线激光器和面阵相机组合，在这种方法中，样品或激光束必须移动以完成轮廓扫描。这种成像速度相对较慢，比较适合对单一物体进行测试。COGNEX等光学设备厂家都推出了此类测试方法的仪器。

2.立体相机系统：需要将两台面阵相机呈不同角度放置，如同人眼一样.这种成像方法有点是对相机硬件要求低，成本也低。但是相应缺点却很让人无奈：对环境光照非常敏感，由于光照角度变化、光照强度变化等环境因素的影响，相机拍摄的两组图片亮度差别会比较大，这会对匹配算法提出很大的挑战。计算复杂度高。该方法是纯视觉的方法，需要逐像素计算匹配；又因为上述多种因素的影响，需要保证匹配结果比较难，所以算法中会增加大量的错误剔除策略，因此对算法要求较高，也使得很多AOI厂家放弃了此种方法。但是很多民用相机厂家都很早推出了可以拍照的立体相机.

3.相移投影系统：包括一个投影仪、标准远心镜头和一台面阵相机。通常，以不同角度放置的多投影仪可以减少投影阴影。

你没猜错，介绍了这么多厉害的3D成像方法，更多的AOI厂家选择了这个成像测试系统。

这里引用一片学术论文的内容[1]来对原理进行概述：

下图就是互相间隔了1/4个周期的条纹光图像

或许有人还没看到这里已经选择的左上角的退出键了，但是我相信还是有很多小伙伴会坚持看完的，我会留在文章名称，有兴趣的同学可以到“知网”下载研究一下，还是很有意思的。

当然经过上边这一套“惊天动地”的数模计算后，还是需要将结果信息通过3D建模还原成人类能能够看懂的3D图像的。下面来几张OMRON比较成熟的3D AOI设备S730生成的测试结果图：

2D                          3D

可以看到通过3D 的测试，可以很直观的将原件或插针的高度和体积信息反馈出来，让人能够准确判定其质量状态，这弥补了2D测试中对于元件焊接的状态检测或相邻元件会带来的干扰因素等不足之处。

End

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