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幾何光學在柱體表面照明的有效應用

2022/10/14

由于標準化光學照明技術并非對所有的表面都有同樣的的效果，物料表面顏色、紋理、形狀以及成分都可以影響反射到機器視覺相機光線的位置和數(shù)量，那么該如何解決？為此展開了進一步的研究。
例如，當進行電池表面OCR檢測時，不同的表面形狀和反射率值會對檢測結果影響很大。其中一個難點在于進行OCR檢測時，應用標準化光學照明無法呈現(xiàn)出光照強度一致的圓筒的表面，反而造成表面高亮的情況。（實例中，檢測所用的金屬燃料電池的字符是以黑色點陣方式印刷，且印刷方向與柱體長軸平行。）

現(xiàn)今大多數(shù)光學檢測字符設備都使用標準的幾何結構設計，即相機垂直于檢測表面，并使用同軸定向光源，例如標準環(huán)形光（如圖1）。如果所拍攝表面是由漫射材料組成的，并且相對平坦，那么這種幾何結構將可以捕捉清晰的圖像，但當表面不僅是鏡面的，而且是曲面構造，那么使用上述拍攝方法所得圖像（如圖2），將不會獲得均勻清晰的圖像。

相機—物料—光源三者之間是三維空間幾何關系，而在圖1所示的設置情況下，光源相對于相機是同軸的，所以實際上是一個二維空間關系。由于相機與物料的方向必須保持不變，因此可以改變光源相對于相機和樣品的照射方向，將環(huán)形光源移出主軸，并使其沿著圓柱體的曲率面移動(圖3)，與此同時會產生略有改善的圖像，但仍然不足以達到標準(圖4)。雖然相較來說略有清晰，但這種結構在物料位置上有任何差異都不可行。

采取的有效方法：將離軸的光源從圓柱體曲率面移開，采用圖5的結構，與圓柱體長軸共面，就可以獲得合格的圖像(圖6）。研究使用LH-92RT00-24V-W，通過使用大電流，提高亮度的方法，得到想要的圖像。

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