线扫描相机、光源与被测物体之间的角度分析

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  • 来源:光虎光电科技(天津)有限公司

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  • 发布时间:2020-10-20 01:56:14

  以玻璃检测为例,需要检测的缺陷有:脏点、结石、杂质、气泡、刮伤,裂纹,破损等,其大致可以分成两类,一类在玻璃表面的,一类是玻璃内部的。不同的缺陷,在图象中表现的出的灰度不一样,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机接受角度,缺陷的对比度会变化,如在一个角度时,某一种缺陷的对比度最好,但其他缺陷可能比较次,甚至根本看不到。这样也就需要大量的分析、组合,才能确定最后的光源选型和相机、光源和被测物体之间的相对角度。如下图所示,相机、光源在不同角度安装,分别测试。

  结果发现:

  脏点,正面光源或背光都较容易凸现;

  结石和杂质,需要正面接近法线的照明或背面穿透照明;

  气泡,形状不固定,且要分析形成的原因以及方向,采用背面照明;

  刮伤和破损,正面低角度照明容易凸现。

  裂纹,需要背面侧照

  而且,以上缺陷并不是独立的,而是互相影响。统计、分析如下。

  综合以上因素,最后选用背光斜射和正面照射结合,相机接近法线方向安装。

  光源、镜头的调试

  线扫描系统,对光源和相机来说,有效的工作区域都是一个窄条。也就是保证光源照在这个最亮的窄条与相机芯片要完全平行,否则只能拍到相交叉的一个亮点。所以机械安装、调试是比较费工夫的。同时由于幅宽比较宽,对于线光源有两个特别的要求,就是均匀性和直线性。因为线光源不同位置的亮暗差异,会直接影响图象的亮度高低,这一点LED比卤素灯更好控制。出光部分的直线性,取决于LED发光角度的一致性、聚光透镜的直线性以及线光源外壳的直线性。

  由于现场环境比较复杂,客户总是希望花多一些时间去现场调试。但如我们前面讲到的相机、光源、被测物体的相对角度测试、分析,许多因素会直接影响到检测效果。所以我们建议先做实验室测试,有了方案之后,再去现场调试,这样会最有把握,也能提高调试效率。毕竟服务也是一种成本。 线扫描系统除了机械结构之外, 其主要组成部分还包括机器视觉和运动控制。