u-technology機(jī)器視覺中的分段照明技術(shù)分析

發(fā)布日期：2022-10-19      瀏覽次數(shù)：606

u-technology機(jī)器視覺中的分段照明技術(shù)分析

在機(jī)器視覺、特別是檢測工件的傷痕和皺折的外觀檢查的類別中，取得使圖像處理程序的負(fù)擔(dān)最小化的優(yōu)良的照相機(jī)圖像是應(yīng)用成功的關(guān)鍵。圖像處理程序由于其計算成本而產(chǎn)生延遲時間，但能夠?qū)崟r地通過最佳照明取得優(yōu)異的圖像。因此，該領(lǐng)域的工程師的共識是，在致力于照明的同時，采用簡單輕快的程序。多年來，我公司憑借其照明技術(shù)滿足了多種多樣市場的要求。在這些要求中，特別需要的是能夠?qū)Πl(fā)光部進(jìn)行區(qū)域分割而獨(dú)立控制點亮熄滅的照明。

關(guān)于目視檢查

即使不是定量的，目視檢查能夠以比較高的精度實施，很大程度上是由于下面所述的檢查員的兩個動作。

⑴對于檢查用照明，用手微調(diào)工件的角度，便于觀察缺陷。

②短期閃速存儲來自所看到的各種角度的工件像，將其連續(xù)的存儲像變化的地方、即產(chǎn)生微分極值的點或區(qū)域判斷為缺陷。

這是“心"的問題。對于本公司來說，要弄清楚這個結(jié)構(gòu)是非常困難的，所以在本版面上就（1）的現(xiàn)象進(jìn)行說明。如果讀者是外觀檢查的工程師，你會多次看到目視檢查員拿著工件，一邊打嗝一邊盯著它工作的情景。這如圖1所示。




檢查人員經(jīng)驗地體會到，在投影到工件表面的照明像的邊緣部容易產(chǎn)生缺陷散射光的微分極值。使照明和工件表面的缺陷所形成的空間位置關(guān)系時時刻刻變化，尋找適合于缺陷的識別的位置。

從目視檢查到機(jī)器視覺

為了將檢查員的“打嗝動作"置換成機(jī)器視覺系統(tǒng)，考慮以下所述的4個實施方案。

A固定工件和相機(jī)的位置關(guān)系，移動照明。

B固定照明與相機(jī)的位置關(guān)系，移動工件。

C固定工件，獨(dú)立移動照明和相機(jī)。

D工件、照明和相機(jī)，全部獨(dú)立移動。

與檢查員的行為接近的是B。但是，在需要高倍率觀察的小工件中，從透鏡的景深的觀點來看，B的采用不能說是現(xiàn)實的。C和D自然會使系統(tǒng)變得復(fù)雜。這樣的系統(tǒng)，即使在飛行員線路上成功，在量產(chǎn)線路的運(yùn)用上失敗的事例也很多。本公司推薦系統(tǒng)簡單實現(xiàn)的A。即使是移動照明，也不是物理地移動，通過分割發(fā)光部獨(dú)立地控制點亮熄滅，得到同樣的效果。具體化了這個的產(chǎn)品是此次介紹的LED多效果燈。產(chǎn)品的外觀如圖2所示。



以下所示的應(yīng)用例是使用位于圖2的最左側(cè)的產(chǎn)品ULR-68W110-8CH進(jìn)行照明的應(yīng)用例。另外，在發(fā)光部安裝產(chǎn)品專用的擴(kuò)散板，緩和炮彈型LED的照射指向性。工件、多效果光和照相機(jī)的位置關(guān)系如圖3所示。



多效果燈光單體使用示例

應(yīng)用實例是金屬墊圈表面的瑕疵檢測。已知在目視檢測非常細(xì)的直線狀的傷痕的情況下，如果從與傷痕延伸的方向垂直的方向照射光，則視認(rèn)性變高。這個技術(shù)也可以在機(jī)器視覺中活用。圖4是使用以往型的普通的環(huán)照明（帶擴(kuò)散板）取得的圖像。可以看到兩處直線狀的傷痕。橫向的傷痕是加深的傷痕，縱向的傷痕是淺的傷痕。縱向瑕疵似乎被來自整個方向的照明淹沒了其形狀的第二圖多效果燈狀。

   

圖5和圖6是使用多效果光取得相同工件的圖像。縱向的瑕疵、橫向的瑕疵都強(qiáng)烈地發(fā)出散射光，可以清楚地知道缺陷的位置。為了公平評價，在與上述普通照明相同的位置設(shè)置了多效果燈。發(fā)光部的形狀和面積也相同。將第5圖和第6圖的圖像通過本公司獨(dú)自開發(fā)的軟件Utechcap進(jìn)行圖像處理的結(jié)果分別示于第7圖和第8圖。可以看出精度很好地只檢測出瑕疵。

作為參考，從8個方向分割照明的觀察圖像如圖9所示。橫向的傷痕在圖9的0和⑴中可視性高。縱方向的傷痕在圖9的（2）中可視性高。由此可知，來自與傷痕垂直的方向的照明對直線狀傷痕的檢測有效。