机器视觉光源之表面划伤检测案例

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)

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，

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。

审核编辑：黄飞