機(jī)器視覺(jué)光源選擇案例-表面劃傷檢測(cè)案例解決方案

行業(yè)應(yīng)用：

玻璃，金屬，液晶板、手機(jī)屏幕、塑料等等表面檢測(cè)。

表面檢測(cè)一直是機(jī)器視覺(jué)行業(yè)的一個(gè)難點(diǎn)，針對(duì)于拋光材料表面的劃傷臟污等檢測(cè)，常見(jiàn)打光方式采用同軸光、高角度、低角度、背光。(如下圖)

以上方式針對(duì)硬劃傷一般有比較明顯的效果，但是有些工件表面要求比較高，針對(duì)于一些軟劃傷效果往往不是很明顯。根據(jù)我們?nèi)粘９ぷ髦械慕?jīng)驗(yàn)，機(jī)器視覺(jué)中的絕大部分的效果圖，都是通過(guò)低角度或者高角度所呈現(xiàn)的，針對(duì)于劃傷，我們依據(jù)低角度和高角度方式提出了兩種解決方案。

低角度方式：

機(jī)器視覺(jué)行業(yè)針對(duì)于劃傷檢測(cè)，往往采用低角度方式，如右圖：

在我們檢測(cè)一項(xiàng)缺陷之前，我們首先需要了解這個(gè)缺陷是怎么形成，它的形成過(guò)程對(duì)于我們的工作有什么提醒及幫助。劃傷的形成方式，基本是由于兩個(gè)物理直接接觸在一起，因外力產(chǎn)生相對(duì)位移，從而產(chǎn)生劃傷。從以上信息表明，劃傷是有方向性的。

在考慮低角度打光效果時(shí)，如果我們采用一組平行于劃傷的一束光線照射過(guò)去，如左下圖，劃傷會(huì)被光線虛化，效果在圖像中不明顯；如果我們采用一組垂直于劃傷的一束光線照射過(guò)去，劃傷會(huì)被光線凸顯，效果在圖像中非常明顯(如左下圖）。

從以上分析，我們采用八個(gè)條形光源分時(shí)曝光工件，設(shè)計(jì)出以下打光方案（如右下圖）。

一個(gè)環(huán)形光源，分成八路控制，分時(shí)曝光，連續(xù)采集八次，最后軟件采用算法，疊加所有缺陷，最終以高標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)工件表面劃傷有無(wú)。(如左下圖)

根據(jù)上述方案所生產(chǎn)的光源。此成像方案適用于表面檢測(cè)要求比較高的高精密產(chǎn)品，而對(duì)效率要求不苛刻的產(chǎn)品。

高角度方式：

根據(jù)我們經(jīng)驗(yàn)，軟劃傷在同軸光效果下，光源工作距離越高，效果越明顯。然而同一光源，

光源工作距離高的同時(shí)，光源發(fā)光面越小，光源亮度也隨之減弱。效果與實(shí)際情況不可兼得。

很多時(shí)候，我們的產(chǎn)線員工在目測(cè)產(chǎn)品表面信息時(shí)，都是采用日光燈照明方式（如右圖），

日光燈通過(guò)鏡面反射入射到眼睛里。

根據(jù)以上描述，針對(duì)鏡面反光的工件，依據(jù)光的反射定律（如左下圖），采用右下圖的打光方式，形成鏡面反射效果。

觀察仔細(xì)的人就會(huì)發(fā)現(xiàn)，肉眼檢測(cè)方式往往是讓日光燈投影在產(chǎn)品里面，然后通過(guò)擺動(dòng)產(chǎn)品使得日光燈的影子在產(chǎn)品里面移動(dòng)。如此，光斑照明產(chǎn)品的局部，從而反射出產(chǎn)品表面的信息，使得人眼能夠清晰的判斷出產(chǎn)品是否有缺陷，以及微弱的缺陷也能輕易看到。

審核編輯：劉清