钢珠表面瑕疵检测系统的雏型设计.pptVIP

鋼珠表面瑕疵檢測系統的雛型設計 指導老師：林宏達 教授 學 生：王詩婷 報告日期：2010/05/11 目 錄 上下鏡頭拍攝 各種遮罩顏色拍攝 輔助光源介紹 上下鏡頭之拍攝 上下鏡頭之拍攝─面積計算 上下鏡頭之拍攝─面積計算 上下鏡頭之拍攝─面積計算 上下鏡頭之拍攝─面積計算 上下鏡頭之拍攝─拍攝結果 上下鏡頭之拍攝─結果分析 由上頁投影片可知，下鏡頭所拍出的影像比上 鏡頭還要模糊些，是因為下鏡頭的影像有隔著一塊 玻璃，而使影像便得不清晰，而且當玻璃上有瑕疵 時會導致所拍出的影像也會有瑕疵，會讓我們以為 是鋼珠表面上的瑕疵而導致誤判的結果。 不過上下鏡頭的優點為它不必透過鏡射的方式 把影像鏡射在鏡面上，因鏡射的方式容易造成瑕疵 變形。 各種遮罩顏色拍攝 以白、紅、綠、黑四種顏色西卡紙做成的遮 罩，白色的西卡紙由於透光率較高，所以此遮罩 厚度多一倍。 以生鏽的鋼珠進行拍攝來比較四種顏色的西 卡紙。 生鏽拍攝 輔助光源介紹 輔助光源介紹─正向打光 亮場是利用物體表面鏡射的方式來照明，因此物體表 面平滑的區域會因反射而產生亮的影像，而粗糙的表面會 因散射而產生暗的影像。 暗場是利用物體表面散射的方式進行照明，因此物體 表面平滑的區域會因反射而產生暗的影像，而粗操的表面 則會因散射而生亮的影像。 輔助光源介紹─正向打光 擴散式正向打光，其中照明器與攝影機 在物體的同一測，而照明器利用擴散板產生 擴散光，照明器一般採用螢光燈或光纖照 明。 優點：產生柔和且沒有方向性陰影的影像。 缺點：物體邊緣影像較模糊以及單色物體會 產生較低的影像對比。 適用：鏡射表面、金屬物體、強調物體表面 的平滑特性。 輔助光源介紹─正向打光 方向性正向打光是照明與攝影機在物體 的同一測，而照明器上方側邊一般採用螢光 燈、發光二極體光源或光纖照明。 優點：產生陰影且有很多影像資訊可使用。 缺點：同時產生不想要的陰影且影像上的亮 度分布不均勻。 適用：表面的高或低瑕疵檢測，同時對於平 滑物體會比低角度斜向打光具有更多 表面資訊。 輔助光源介紹─正向打光 低角度斜向打光是照明器的角度比方向性正 向打光更低。有些應用場合上會產生高對比的影 像但無法照明平坦的表面。 適用：表面突起或是低凹瑕疵的檢測。 同軸打光是照明器可內嵌於鏡頭內部或者從 鏡頭前的分光鏡而來。 優點：減少陰影的產生，同時產生照明均勻的影 像。 缺點：對於表面平滑會有強烈的反射且工作距離 受限於競投不易安裝。 適用：表面平坦的瑕疵檢測。 輔助光源介紹─正向打光 環型光是照明器通常固定於鏡頭外部且可 使用光纖光源獲環形LED光源。 優點：減少陰影的產生，同時產生照明均勻的 現象。 缺點：對於有高度差異的表面會產生環形的影 像，及光源不易安裝。 適用：表面平坦的瑕疵檢測上。 偏振光是照明器與鏡頭前皆可裝偏振片。 優點：減少見面反射光對影像的影響。 適用：金屬表面等容易反光的物體檢測上。 輔助光源介紹─背向打光 擴散式背向打光是照明器與攝影機在物 體的不同側。 優點：點產生高對比的影像、產生不透明物 體的黑色輪廓。 缺點：會喪失物體表面的細節資訊。 適用：物體尺寸量測以及強調透明或半透明 物體的裂縫與微粒的特性。 輔助光源介紹─結構打光 結構打光算是正向打光，但照明器位於投射出現或 是方格的圖案至物體表面上。 優點：可在低對比物體上產生表面輪廓同時影像資訊， 可以用來量測物體高度此種方式光源通常與用雷射有價 格與安全考量。 適用：台階缺口邊緣應用在低對比物體的表面輪廓量 測。 進度計畫 由於目前所拍出的影像中，中間的部份會有 大範圍的反光效果(如下圖)而影響瑕疵的判別， 因此將針對不同的打光方式來進行拍攝實驗。 使用不同材質(奶瓶蓋)的遮罩來重新測試各 種遮罩顏色拍攝。 參考文獻 光學影像處理在AOI產業的應用介紹 色彩學 .tw/teacher/%E5%BC%B5%E9%BA%97%E8%8F%AF/newpage3.htm 證明球表面積公式 .tw/sec-dg03/Monthly/231-240/240/31-34.PDF * * 鏡頭 鏡頭 光圈 置物台 上遮罩 下遮罩 圖一 上下鏡頭拍攝(無遮罩) 圖二 上下鏡頭拍攝(有遮罩) 鏡頭 鋼珠 圖三 面積計算圖 圖三 面積計算圖 圖三 面積計算圖 上鏡頭拍攝 無遮罩 白色遮罩 紅色遮罩 下鏡頭拍攝 表一 上下鏡頭拍攝結果 結構打光 (structured lighting) 方向性背向打光(direct