机器视觉光源选择案例-表面划伤检测案例

在众多行业中，玻璃、金属、液晶板、手机屏幕、塑料等材料的表面检测一直是机器视觉行业的重要应用领域，但同时也是一个难点所在。

常见打光方式及局限性

针对抛光材料表面的划伤脏污等检测，通常会采用同轴光、高角度、低角度、背光等常见的打光方式 。

一般来说，这些打光方式对于硬划伤能够取得比较明显的检测效果。然而，随着一些工件表面质量要求的不断提高，对于软划伤的检测，上述打光方式的效果往往不尽人意，根据我们的经验，机器视觉中绝大部分的效果图，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。

低角度打光方式及解决方案

在检测一项缺陷之前，我们需要先了解缺陷的形成过程，因为这对我们的检测工作会有一定的启示和帮助。就划伤而言，其形成通常是由于两个物体直接接触，并因外力产生相对位移所导致的，这也表明了划伤是具有方向性的。

当考虑低角度打光效果时，如果采用一组平行于划伤的光线照射，划伤会被光线虚化，在图像中难以明显呈现；而若采用一组垂直于划伤的光线照射，划伤则会被光线凸显，在图像中清晰可见。

基于此，我们设计了一种打光方案：采用八个条形光源分时曝光工件，即将一个环形光源分成八路控制，分时曝光并连续采集八次。

最后通过软件算法叠加所有缺陷，从而能够以高标准检测工件表面是否存在划伤。这种成像方案所生产的光源，适用于对表面检测要求较高的高精密产品，但对于效率要求不是特别苛刻的产品。

高角度打光方式及解决方案

根据我们的经验，在同轴光效果下，软划伤的检测效果会随着光源工作距离的增加而越发明显，但与此同时，同一光源的发光面会变小，亮度也随之减弱，可谓鱼与熊掌难以兼得。

我们注意到，产线员工在目测产品表面信息时，常常会采用日光灯照明方式。日光灯通过镜面反射入射到眼睛里，而针对镜面反光的工件，依据光的反射定律，我们可以采用特定的打光方式来形成镜面反射效果。

仔细观察便会发现，肉眼检测时，往往是让日光灯投影在产品里面，然后通过摆动产品使日光灯的影子在产品里面移动，这样光斑就能照明产品的局部，进而反射出产品表面的信息，让人眼能够清晰地判断产品是否有缺陷，甚至微弱的缺陷也能轻易被发现。

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