機器視覺光源選擇案例-表面劃傷檢測案例解決方案

行業應用：

玻璃，金屬，液晶板、手機屏幕、塑料等等表面檢測。

表面檢測一直是機器視覺行業的一個難點，針對于拋光材料表面的劃傷臟污等檢測，常見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，針對于一些軟劃傷效果往往不是很明顯。根據我們日常工作中的經驗，機器視覺中的絕大部分的效果圖，都是通過低角度或者高角度所呈現的，針對于劃傷，我們依據低角度和高角度方式提出了兩種解決方案。

低角度方式：

機器視覺行業針對于劃傷檢測，往往采用低角度方式，如右圖：

在我們檢測一項缺陷之前，我們首先需要了解這個缺陷是怎么形成，它的形成過程對于我們的工作有什么提醒及幫助。劃傷的形成方式，基本是由于兩個物理直接接觸在一起，因外力產生相對位移，從而產生劃傷。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，如果我們采用一組平行于劃傷的一束光線照射過去，如左下圖，劃傷會被光線虛化，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去，劃傷會被光線凸顯，效果在圖像中非常明顯(如左下圖）。

從以上分析，我們采用八個條形光源分時曝光工件，設計出以下打光方案（如右下圖）。

一個環形光源，分成八路控制，分時曝光，連續采集八次，最后軟件采用算法，疊加所有缺陷，最終以高標準檢測工件表面劃傷有無。(如左下圖)

根據上述方案所生產的光源。此成像方案適用于表面檢測要求比較高的高精密產品，而對效率要求不苛刻的產品。

高角度方式：

根據我們經驗，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，光源發光面越小，光源亮度也隨之減弱。效果與實際情況不可兼得。

很多時候，我們的產線員工在目測產品表面信息時，都是采用日光燈照明方式（如右圖），

日光燈通過鏡面反射入射到眼睛里。

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

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

審核編輯：劉清