一、不同类型工业光源的核心特性
1、环形光是视觉检测中应用最广泛的通用光源,LED灯珠以环形阵列的方式排布,从斜上方的角度均匀照射被测产品表面,可以有效消除产品表面的镜面反光,突出表面的划痕、凹凸缺陷,非常适合普通漫反射材质的产品表面缺陷检测,比如塑料外壳、金属冲压件的外观检测。
2、同轴光的光线沿着镜头的光轴方向垂直照射产品表面,光线的反射路径和镜头的成像路径完全同轴,非常适合镜面高反光材质的产品检测,比如玻璃、抛光金属表面的划痕、凹点缺陷,普通环形光在这类高反光表面会形成强烈的镜面反光,完全淹没缺陷特征,而同轴光可以完美抑制反光,清晰呈现出细微的划痕缺陷。
3、除了这两类主流光源之外,还有远心平行光源、条形光源、背光源等特殊品类,背光源从产品的背面打光,可以把产品的轮廓完全清晰地勾勒出来,非常适合尺寸测量、轮廓缺陷检测,比如五金零件的尺寸测量、引脚变形检测,不同光源的特性完全不同,分别适配不同的检测场景。
二、打光方案的核心设计逻辑
1、打光方案的核心目标,就是最大化缺陷区域和背景区域的图像灰度对比度,让缺陷在图像中呈现出最明显的特征,要么缺陷是亮斑背景是暗的,要么缺陷是暗斑背景是亮的,对比度越高,后续算法识别的难度就越低,检测准确率就越高。
2、如果打光方案设计不合理,缺陷和背景的灰度几乎没有差异,哪怕用最高端的相机、最先进的AI算法,也根本无法把缺陷从背景中分离出来,检测准确率会非常差,大量的实践经验表明,视觉检测设备70%的调试时间都花在打光方案优化上,打光的重要性远高于算法。
3、打光方案没有绝对的标准答案,不存在一款万能光源可以适配所有检测场景,必须根据被测产品的材质、缺陷的类型,针对性选择适配的光源类型和照射角度,才能获得最优的成像效果。
三、按材质缺陷试拍选光的标准流程
1、准备好所有不同类型的工业光源,以及带有典型缺陷的标准样品,把样品固定在测试工位上,依次更换不同类型的光源,调整光源的照射角度、亮度,拍摄不同参数下的样品图像,对比每一张图像中缺陷和背景的对比度。
2、重点观察最难识别的微小缺陷,比如微米级的细微划痕,在不同打光方案下的成像效果,选出可以让最难识别的缺陷都清晰呈现的打光方案,这个方案就是最优的打光方案,不能只看大缺陷的成像效果,忽略了最难识别的微小缺陷。
3、确定光源类型之后,再微调光源的工作距离、照射角度、亮度参数,进一步优化成像效果,最终得到缺陷对比度最高、背景最干净的图像,为后续的算法识别打下最坚实的基础,这是视觉检测项目调试中最核心的环节,绝对不能跳过。