線掃描相機、光源與被測物體之間的角度分析

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  • 來源:光虎光電科技(天津)有限公司

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  • 發布時間:2020-10-20 01:56:14

  以玻璃檢測為例,需要檢測的缺陷有:臟點、結石、雜質、氣泡、刮傷,裂紋,破損等,其大致可以分成兩類,一類在玻璃表面的,一類是玻璃內部的。不同的缺陷,在圖象中表現的出的灰度不一樣,有黑的,有白的,也有灰的,并且在不同的光源照射角度或者相機接受角度,缺陷的對比度會變化,如在一個角度時,某一種缺陷的對比度最好,但其他缺陷可能比較次,甚至根本看不到。這樣也就需要大量的分析、組合,才能確定最后的光源選型和相機、光源和被測物體之間的相對角度。如下圖所示,相機、光源在不同角度安裝,分別測試。

  結果發現:

  臟點,正面光源或背光都較容易凸現;

  結石和雜質,需要正面接近法線的照明或背面穿透照明;

  氣泡,形狀不固定,且要分析形成的原因以及方向,采用背面照明;

  刮傷和破損,正面低角度照明容易凸現。

  裂紋,需要背面側照

  而且,以上缺陷并不是獨立的,而是互相影響。統計、分析如下。

  綜合以上因素,最后選用背光斜射和正面照射結合,相機接近法線方向安裝。

  光源、鏡頭的調試

  線掃描系統,對光源和相機來說,有效的工作區域都是一個窄條。也就是保證光源照在這個最亮的窄條與相機芯片要完全平行,否則只能拍到相交叉的一個亮點。所以機械安裝、調試是比較費工夫的。同時由于幅寬比較寬,對于線光源有兩個特別的要求,就是均勻性和直線性。因為線光源不同位置的亮暗差異,會直接影響圖象的亮度高低,這一點LED比鹵素燈更好控制。出光部分的直線性,取決于LED發光角度的一致性、聚光透鏡的直線性以及線光源外殼的直線性。

  由于現場環境比較復雜,客戶總是希望花多一些時間去現場調試。但如我們前面講到的相機、光源、被測物體的相對角度測試、分析,許多因素會直接影響到檢測效果。所以我們建議先做實驗室測試,有了方案之后,再去現場調試,這樣會最有把握,也能提高調試效率。畢竟服務也是一種成本。 線掃描系統除了機械結構之外, 其主要組成部分還包括機器視覺和運動控制。

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