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表面划伤视觉检测
发表时间:2019-03-26

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,常见的打光方式有同轴光、高角度、低角度、背光等。(如下图)

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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

行业应用:

玻璃、金属、液晶板、手机屏幕、塑料等表面检测。

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,如下图:

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在我们检测一项缺陷之前,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,基本是由于两个物体直接接触在一起,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(如右下图)。

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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(如下图):

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一个环形光源,分成八路控制,分时曝光,连续采集八次,最后采用软件算法,叠加所有缺陷,最终以高标准检测工件表面划伤有无。(如下图)

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高角度方式:

根据经验,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(如下图)。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被看到。

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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,可以很好的解决这个问题。

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此文主要从打光方案的角度来例举了表面划伤检测的处理办法,但划伤检测其实只是视觉检测中一个小的检测品类而已,如果大家有相关疑问或需求,欢迎来询。


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