2024技能考試工業(yè)視覺系統(tǒng)運維員練習題及答案2024年工業(yè)視覺系統(tǒng)運維員技能考試練習題一、單項選擇題（共15題，每題2分，共30分）1.工業(yè)相機中，決定圖像細節(jié)分辨能力的核心參數(shù)是（）。A.像元尺寸B.分辨率C.幀率D.動態(tài)范圍2.以下光源類型中，最適合用于檢測金屬表面劃痕的是（）。A.環(huán)形光源B.同軸光源C.背光光源D.條形光源3.工業(yè)視覺系統(tǒng)中，CameraLink接口與GigE接口相比，最大的優(yōu)勢是（）。A.傳輸距離長B.抗干擾能力強C.支持更高帶寬D.無需額外供電4.圖像預處理中，“灰度化”操作的主要目的是（）。A.減少數(shù)據(jù)量B.增強對比度C.消除噪聲D.提取邊緣5.工業(yè)鏡頭的“視場角（FOV）”計算公式為（）。A.FOV=2×arctan(像面尺寸/(2×焦距))B.FOV=焦距×像面尺寸C.FOV=像元尺寸×分辨率D.FOV=物距×光圈值6.以下不屬于工業(yè)視覺系統(tǒng)硬件組成的是（）。A.圖像采集卡B.運動控制卡C.光源控制器D.算法服務(wù)器7.標定工業(yè)相機時，棋盤格標定板的“角點檢測”失敗，最可能的原因是（）。A.標定板傾斜角度過大B.光源亮度不足C.鏡頭光圈過小D.相機幀率過低8.工業(yè)相機的“動態(tài)范圍”通常用（）表示。A.像素數(shù)B.分貝（dB）C.赫茲（Hz）D.勒克斯（lx）9.檢測手機屏幕壞點時，最適合的打光方式是（）。A.低角度環(huán)形光B.同軸光垂直照射C.背光均勻照射D.條形光側(cè)面照射10.圖像二值化處理中，“Otsu算法”的核心是（）。A.固定閾值分割B.自適應(yīng)尋找最佳閾值C.基于邊緣檢測分割D.基于顏色空間分割11.工業(yè)視覺系統(tǒng)中，“觸發(fā)模式”設(shè)置為“軟件觸發(fā)”時，圖像采集的時機由（）控制。A.相機內(nèi)置定時器B.外部IO信號C.上位機軟件指令D.光源控制器12.鏡頭的“景深”與（）成反比。A.光圈值（F數(shù)）B.焦距C.物距D.像面尺寸13.以下圖像噪聲類型中，由相機傳感器熱噪聲引起的是（）。A.椒鹽噪聲B.高斯噪聲C.斑點噪聲D.量化噪聲14.工業(yè)視覺系統(tǒng)運維中，定期清潔鏡頭的主要目的是（）。A.提高幀率B.減少反射雜光C.延長相機壽命D.降低功耗15.檢測電路板焊錫缺陷時，若圖像中焊錫區(qū)域過暗，應(yīng)優(yōu)先調(diào)整的參數(shù)是（）。A.相機增益B.曝光時間C.光源亮度D.鏡頭焦距二、多項選擇題（共10題，每題3分，共30分。每題至少有2個正確選項，錯選、漏選均不得分）1.工業(yè)視覺系統(tǒng)的“硬件校準”包括（）。A.相機畸變校正B.多相機同步C.光源均勻性調(diào)整D.算法模型訓練2.影響工業(yè)相機成像質(zhì)量的因素有（）。A.環(huán)境溫度B.鏡頭像差C.傳輸鏈路干擾D.圖像壓縮算法3.環(huán)形光源的典型應(yīng)用場景包括（）。A.金屬表面劃痕檢測B.二維碼讀取C.深孔底部檢測D.透明薄膜缺陷檢測4.工業(yè)相機常用的圖像傳感器類型有（）。A.CCDB.CMOSC.LCDD.OLED5.以下屬于圖像預處理步驟的是（）。A.灰度轉(zhuǎn)換B.邊緣檢測C.中值濾波D.特征匹配6.工業(yè)視覺系統(tǒng)故障排查的“隔離法”可用于（）。A.確定是相機還是光源問題B.判斷軟件算法是否異常C.檢測網(wǎng)絡(luò)傳輸延遲D.驗證標定參數(shù)準確性7.鏡頭選型時需考慮的參數(shù)包括（）。A.焦距B.光圈范圍C.像面尺寸D.工作距離8.工業(yè)視覺系統(tǒng)中，“觸發(fā)信號”的常見類型有（）。A.電平觸發(fā)B.脈沖觸發(fā)C.軟件觸發(fā)D.定時觸發(fā)9.圖像“過曝”的可能原因有（）。A.曝光時間過長B.光源亮度過高C.相機增益過大D.鏡頭光圈過小10.工業(yè)視覺系統(tǒng)維護的常規(guī)內(nèi)容包括（）。A.清潔光學元件B.備份配置參數(shù)C.更新算法模型D.檢測供電穩(wěn)定性三、填空題（共10題，每題2分，共20分）1.工業(yè)相機的“像元尺寸”越小，理論上圖像的______越高。2.同軸光源通過______實現(xiàn)光線垂直照射被測物體表面。3.鏡頭的“光圈值（F數(shù)）”越小，通光量越______。4.圖像標定的核心目的是建立______與物理世界的坐標映射關(guān)系。5.工業(yè)視覺系統(tǒng)中，“ROI（感興趣區(qū)域）”設(shè)置可減少______，提高處理速度。6.常見的圖像噪聲抑制方法有均值濾波、中值濾波和______。7.光源的三大關(guān)鍵指標是亮度、均勻性和______。8.工業(yè)相機的“觸發(fā)延遲”參數(shù)用于調(diào)整______與外部信號的同步精度。9.檢測透明物體時，常用______光源突出其輪廓。10.圖像二值化后，目標區(qū)域與背景的______差異需足夠明顯以保證分割效果。四、簡答題（共5題，每題6分，共30分）1.簡述工業(yè)相機與鏡頭匹配的基本原則（至少4條）。2.說明環(huán)形光源與同軸光源在打光原理上的區(qū)別及典型應(yīng)用場景。3.圖像預處理中“去噪”和“增強對比度”的目的分別是什么？常用哪些方法？4.工業(yè)視覺系統(tǒng)日常維護需重點檢查哪些內(nèi)容？5.當系統(tǒng)出現(xiàn)“檢測結(jié)果不穩(wěn)定”故障時，應(yīng)如何排查（列出至少4步）？五、應(yīng)用題（共3題，共40分）1.計算與選型（15分）某產(chǎn)線需檢測直徑為5mm的精密軸承鋼珠表面缺陷，要求檢測精度≤0.02mm。已知工業(yè)相機像元尺寸為3.45μm，鏡頭焦距為25mm，工作距離為300mm。（1）計算相機所需的最小分辨率（保留整數(shù)）；（2）若現(xiàn)有相機分辨率為2048×2048，判斷是否滿足精度要求；（3）若實際成像中鋼珠邊緣模糊，可能的原因有哪些？（至少3條）2.故障分析（15分）某視覺系統(tǒng)在檢測電子元件引腳間距時，突然出現(xiàn)“引腳間距測量值偏大”的異常。經(jīng)檢查，相機、光源、鏡頭硬件狀態(tài)正常，軟件參數(shù)未修改。請分析可能的故障原因（至少5條），并提出對應(yīng)的排查方法。3.流程設(shè)計（10分）設(shè)計一個基于工業(yè)視覺的“手機外殼劃痕檢測”系統(tǒng)的基本工作流程（從圖像采集到結(jié)果輸出），需包含關(guān)鍵步驟及各步驟的作用。參考答案一、單項選擇題1.B2.B3.C4.A5.A6.B7.A8.B9.C10.B11.C12.B13.B14.B15.C二、多項選擇題1.ABC2.ABC3.AB4.AB5.AC6.AB7.ABCD8.ABCD9.ABC10.ABD三、填空題1.分辨率2.半反半透鏡3.大4.像素坐標5.數(shù)據(jù)處理量6.高斯濾波7.顏色（波長）8.圖像采集9.背光10.灰度四、簡答題1.匹配原則：①鏡頭像面尺寸≥相機傳感器尺寸（避免暗角）；②鏡頭焦距與工作距離、視場角匹配（FOV=物高×焦距/工作距離）；③接口類型一致（如C口、CS口）；④光圈范圍滿足光照條件（低光照需大光圈）；⑤畸變率符合檢測精度要求（精密檢測選低畸變鏡頭）。2.打光原理區(qū)別：環(huán)形光源通過環(huán)形排列的LED從側(cè)面斜射被測物，同軸光源通過半反半透鏡將光線垂直反射至被測物表面。應(yīng)用場景：環(huán)形光源適用于表面起伏檢測（如字符、劃痕）；同軸光源適用于高反光表面（如金屬、玻璃）的均勻照明。3.去噪目的：消除傳感器噪聲、傳輸干擾等，提高圖像質(zhì)量；常用方法：均值濾波、中值濾波、高斯濾波。增強對比度目的：突出目標與背景差異，便于后續(xù)分割；常用方法：直方圖均衡化、灰度拉伸、自適應(yīng)對比度調(diào)整。4.維護重點：①光學元件清潔（鏡頭、光源透鏡）；②相機與鏡頭連接緊固（防振動松脫）；③光源供電穩(wěn)定性（檢測電壓波動）；④軟件參數(shù)備份（防誤刪或系統(tǒng)崩潰）；⑤觸發(fā)信號同步測試（確保與生產(chǎn)線節(jié)拍一致）；⑥環(huán)境溫濕度監(jiān)控（防結(jié)露、元件老化）。5.排查步驟：①觀察故障規(guī)律（是否周期性、與產(chǎn)品位置相關(guān)）；②檢查環(huán)境干擾（如振動、燈光變化）；③驗證標定參數(shù)（重新標定對比結(jié)果）；④測試單張圖像穩(wěn)定性（固定工件連續(xù)采集）；⑤排查傳輸鏈路（檢查網(wǎng)線、采集卡接觸）；⑥分析算法邏輯（是否存在閾值漂移、特征提取誤差）。五、應(yīng)用題1.計算與選型（1）檢測精度要求0.02mm，即每個像素對應(yīng)物理尺寸≤0.02mm。像素物理尺寸=像元尺寸×（工作距離/焦距）=3.45μm×（300mm/25mm）=3.45μm×12=41.4μm=0.0414mm所需分辨率=鋼珠直徑/像素物理尺寸=5mm/0.0414mm≈121像素（水平/垂直方向均需≥121）。（2）2048×2048相機的水平/垂直像素均遠大于121，且像素物理尺寸0.0414mm＜0.02mm？不，0.0414mm＞0.02mm，不滿足精度要求（需像素物理尺寸≤0.02mm，即3.45μm×(300/25)=41.4μm=0.0414mm＞0.02mm，因此需更換更小像元尺寸的相機或短焦距鏡頭）。（3）邊緣模糊原因：①鏡頭離焦（未正確調(diào)焦）；②光源角度不當（陰影導致邊緣不清晰）；③相機曝光時間過長（運動模糊）；④鏡頭像差（如場曲、球差）；⑤環(huán)境振動（工件或相機抖動）。2.故障分析可能原因及排查方法：①相機暗電流變化：長時間工作后傳感器溫度升高，暗電流增大，圖像灰度偏移→關(guān)閉系統(tǒng)冷卻后重新采集對比。②光源衰減：LED老化導致亮度下降，引腳與背景對比度降低→用光度計檢測光源亮度，更換老化光源。③鏡頭污染：鏡片表面有灰塵，導致成像模糊→清潔鏡頭后測試。④工件定位偏移：治具松動導致工件位置波動→檢查治具固定情況，重新定位。⑤算法閾值漂移：圖像整體灰度變化，原二值化閾值不再適用→分析圖像灰度直方圖，調(diào)整閾值。⑥傳輸延遲：網(wǎng)絡(luò)或采集卡延遲導致圖像與觸發(fā)信號不同步→用示波器檢測觸發(fā)信號與圖像時間戳。3.流程設(shè)計①圖像采集：通過環(huán)形光源+工業(yè)相機（觸發(fā)模式同步生產(chǎn)線）采集手機外殼表面圖像→確保圖像清晰、無運動模糊。②預處理：灰度化（減少數(shù)據(jù)量）→中值濾波