机器视觉经典案例-表面划伤检测案例
行业应用:玻璃,金属,液晶板、手机屏幕、塑料等等表面检测。表面检测一直是机器视觉行业的一个难点,针对于抛光材料表面的划伤脏污等检测,常见打光方式采用同轴光、高角度、低角度、背光。(如下图)以上方式针对硬划伤一般有比较明显的效果,但是有些工件表面要求比较高,针对于一些软划伤效果往往不是很明显。根据我们日常工作中的经验,机器视觉中的绝大部分的效果图,都是通过低角度或者高角度所呈现...
行业应用:
玻璃,金属,液晶板、手机屏幕、塑料等等表面检测。
表面检测一直是机器视觉行业的一个难点,针对于抛光材料表面的划伤脏污等检测,常见打光方式采用同轴光、高角度、低角度、背光。(如下图)
以上方式针对硬划伤一般有比较明显的效果,但是有些工件表面要求比较高,针对于一些软划伤效果往往不是很明显。根据我们日常工作中的经验,机器视觉中的绝大部分的效果图,都是通过低角度或者高角度所呈现的,针对于划伤,我们依据低角度和高角度方式提出了两种解决方案。
低角度方式:
机器视觉行业针对于划伤检测,往往采用低角度方式,如右图:
在我们检测一项缺陷之前,我们首先需要了解这个缺陷是怎么形成,它的形成过程对于我们的工作有什么提醒及帮助。划伤的形成方式,基本是由于两个物理直接接触在一起,因外力产生相对位移,从而产生划伤。从以上信息表明,划伤是有方向性的。
在考虑低角度打光效果时,如果我们采用一组平行于划伤的一束光线照射过去,如左下图,划伤会被光线虚化,效果在图像中不明显;如果我们采用一组垂直于划伤的一束光线照射过去,划伤会被光线凸显,效果在图像中非常明显(如左下图)。
从以上分析,我们采用八个条形光源分时曝光工件,设计出以下打光方案(如右下图)
一个环形光源,分成八路控制,分时曝光,连续采集八次,最后软件采用算法,叠加所有缺陷,最终以高标准检测工件
表面划伤有无。(如左下图)
我司根据上述方案所生产的光源。此成像方案适用于表面检测要求比较高的高精密产品,而对效率要求不苛刻的产品。(如右下图)
高角度方式:
根据我们经验,软划伤在同轴光效果下,光源工作距离越高,效果越明显。然而同一光源,
光源工作距离高的同时,光源发光面越小,光源亮度也随之减弱。效果与实际情况不可兼得。
很多时候,我们的产线员工在目测产品表面信息时,都是采用日光灯照明方式(如右图),
日光灯通过镜面反射入射到眼睛里
根据以上描述,针对镜面反光的工件,依据光的反射定律(如左下图),采用右下图的打光方式,形成镜面反射效果。
观察仔细的人就会发现,肉眼检测方式往往是让日光灯投影在产品里面,然后通过摆动产品使得日光灯的影子在产品里面移动。如此,光斑照明产品的局部,从而反射出产品表面的信息,使得人眼能够清晰的判断出产品是否有缺陷,以及微弱的缺陷也能轻易看到。
根据以上描述,常见光源直接把镜头视野内所有区域一次性全部打亮,这也符合视觉图像针对图像均匀性的要求,然而,往往如此也会消弱原有效果。我们总结出这种光源,采用九宫格形式,九个区域单独点亮,单独针对划伤去检测。
( 模拟镜面反光效果) 九宫格形式光源
所有光源全部点亮效果如下图,和九宫格方案明显有差距
可能有些同仁会有疑问,为什么不单独针对一个格子去取像?(如下图对比效果)
从上图分析得出,一次性取像方式相对九宫格,分辨率相对高很多,图像效果却相差不大!九宫格方式相机镜头光源及整体机构不需要运动,只需要光源切换即可达到要求;相对常规一次性取像方式,相机镜头光源及整体机构需要相对运动,效率明显低于九宫格方式!
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