前言

現(xiàn)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(shù)痛點(diǎn)。

針對這一難題，埃科光電突破技術(shù)壁壘，發(fā)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(shù)路線，覆蓋線陣、面陣全硬件形態(tài)，實(shí)現(xiàn)色彩信息與表面形貌同步精準(zhǔn)重建。

一、應(yīng)用背景

在精密制造的視覺檢測環(huán)節(jié)，產(chǎn)品表面往往同時面臨結(jié)構(gòu)性弱缺陷（如細(xì)微凹凸、劃痕）與色彩性缺陷（如色差、氧化變色）的雙重挑戰(zhàn)。

色彩檢測需求

由于傳統(tǒng)的2D視覺檢測方案難以提取微弱高度特征，行業(yè)通常采用2.5D成像技術(shù)來消除背景干擾、凸顯形貌變化。然而，目前市面上絕大多數(shù)的2.5D系統(tǒng)均基于黑白相機(jī)開發(fā)，面臨著看清了微觀形貌，卻丟失了真實(shí)色彩的技術(shù)局限。

效能提升需求

為了兼顧這兩大類缺陷檢測，往往需設(shè)立兩個獨(dú)立的檢測工位，這不僅導(dǎo)致硬件成本翻倍、擠占產(chǎn)線物理空間，更易因圖像匹配問題拉低整體檢測節(jié)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(shù)解密

針對上述行業(yè)痛點(diǎn)，埃科光電依托“光-機(jī)-電-算-軟”全棧研發(fā)能力，發(fā)布彩色2.5D成像系統(tǒng)，在多項(xiàng)技術(shù)上實(shí)現(xiàn)突破：

1、彩色2.5D成像硬件架構(gòu)

在硬件配置上，?？乒怆姴噬?.5D系統(tǒng)具備靈活的架構(gòu)配置與打光策略，實(shí)現(xiàn)對色彩與形貌的同步檢測：全面兼容RGB彩色線陣、面陣相機(jī)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(huán)形光源等），精準(zhǔn)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(jī)在配合多角度光源分時曝光時，受工件高速運(yùn)動、各波段響應(yīng)差異影響，極易在彩色均值圖中產(chǎn)生色散現(xiàn)象（即邊緣偽彩），將干擾檢測算法判定，是彩色2.5D成像規(guī)模化落地的核心壁壘。

針對此難題，?？乒怆姂{借自研去偽彩算法，通過精準(zhǔn)的色散校正系數(shù)優(yōu)化，可有效去除彩色均值圖像中的色散現(xiàn)象。整套系統(tǒng)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(zhǔn)確性。

如下圖所示，進(jìn)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(shù)路線

?？撇噬?.5D成像系統(tǒng)支持雙重技術(shù)路線：涵蓋針對漫反射/弱反光表面的彩色光度立體系統(tǒng)，以及針對高反光金屬材質(zhì)的彩色相位偏折系統(tǒng)，精準(zhǔn)感知表面細(xì)微高度起伏，實(shí)現(xiàn)了對各類材質(zhì)和復(fù)雜工藝檢測的全場景覆蓋。

三、應(yīng)用案例

基于強(qiáng)大的硬件配置與底層算法，?？撇噬?.5D成像系統(tǒng)已在多個精密制造場景中展現(xiàn)出優(yōu)勢。

1、PCB板外觀檢測

檢測難點(diǎn)

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(tài)缺陷，同時還需精準(zhǔn)判定絲印顏色錯誤、油墨脫落及氧化變色等色彩缺陷。傳統(tǒng)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(tǒng)，單次掃描即可同步輸出兩種類別的關(guān)鍵圖像。

應(yīng)用效果

2.5D特征算法圖精準(zhǔn)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(shí)現(xiàn)缺陷立體檢測+色彩校驗(yàn)一體化，替代需兩個檢測工位的冗余系統(tǒng)，提升PCB品質(zhì)管控效率。

2、筆記本電腦金屬中框檢測

檢測痛點(diǎn)

筆記本中框?yàn)榻饘俨馁|(zhì)，存在強(qiáng)反光、加工刀紋干擾等問題，極易掩蓋微小劃痕；傳統(tǒng)視覺檢測方案易過曝、混淆刀紋與劃痕/凹坑，且無法區(qū)分鉸鏈連接處的表面色差與結(jié)構(gòu)缺陷。

解決方案

?？乒怆姴噬€陣相位偏折成像系統(tǒng)。

應(yīng)用效果

破解形態(tài)缺陷：針對高反光的物理特性，采用彩色線陣相位偏折技術(shù)路線進(jìn)行打光成像，?？篇?dú)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(qiáng)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(zhǔn)捕獲了金屬表面的氧化變色與暗斑，真正在高反光材質(zhì)上實(shí)現(xiàn)了“形色兼?zhèn)洹薄?/p>

四、拓寬傳感邊界，引領(lǐng)成像新紀(jì)元

埃科光電彩色2.5D成像系統(tǒng)依托專業(yè)的光源設(shè)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(qū)分色彩類缺陷的局限，實(shí)現(xiàn)色彩信息與表面形貌精準(zhǔn)融合檢測，讓2.5D視覺檢測從“只辨其形”升級為“形色兼?zhèn)洹薄?/p>

未來，埃科光電將持續(xù)深耕消費(fèi)電子、PCB、精密制造等核心領(lǐng)域，為高端制造行業(yè)品質(zhì)管控提供更精準(zhǔn)、更高效、更靈活的視覺支撐，推動工業(yè)檢測升級，以技術(shù)創(chuàng)新賦能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

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