机器视觉照明_表面相互作用
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机器视觉照明_表面相互作用

小施 2020-12-31 9065 0


表面相互作用

根据材料及其表面的不同,入射光会在表面上产生大量影响。入射光部分被吸收,部分被反射,并且视材料表面而定,也被散射。也可以先吸收光,然后再发射(r)。这种效应称为缓解。在不透明,半透明或半透明的材料的情况下,光线也可以穿过身体(透射)。在某些情况下,光甚至在表面被偏振或衍射。有些物体甚至可以发光(发光的显示屏,LED指示灯,指示器),发出不同颜色的荧光或发出磷光(发光)。

通常,这些效果中的一种永远不会单独出现,但它始终是多种效果的组合。但是,反射,散布,吸收,反射,透射和吸收的各个部分的重点在很大程度上取决于材料和表面特性:

光的波长对表面的影响

所用光(蓝色或紫外线)的波长越短,表面上的杂散光部分就越高;吸收,缓解和传播减少。表面缺陷清晰可见。所用光(红色或IR辐射)的波长越长,穿透的材料就越多,并且相机图像中可见的表面现象也会减少。可以查看表面以下或透视身体。

不同材料的光相互作用示例

  1. 金属会反射任何入射光。如果使用直接光源垂直照射金属,则光源通常会反射。倾斜物体,照明或照相机可以提供补救措施。如果将金属刷,磨砂或喷砂处理,它们会在表面上散发出很多光,从而使光学检查变得更加容易。注意圆形非常精细加工的金属表面(车削的零件等)。光可能在由光的干涉产生的平坦表面上产生“螺旋桨效应”。在大多数情况下,必须使用漫射照明来照明金属。平整光滑的表面适合用于同轴照明,必须使用极度漫射的圆顶照明对弯曲且纹理强烈的表面进行照明。周期系统中的两种金属以及某些合金都带有颜色。例如,使用蓝光时,金色和金色物体(例如黄铜)可能显得更暗。根据减色混合的原理,可以使用绿色或蓝色的光使铜变深。借助偏振滤光片,可使入射光中的金属变暗。

  2. 塑料和箔片主要被染色和杂散,并根据表面纹理或多或少地反射光。可以使用偏振滤镜抑制光泽反射。塑料也可以是不透明的(半透明),并且杂散光也很好。所使用的光的波长越短,则在半透明物体上被散射和吸收的光就越多,而是长波光透射(请参阅透射光照明和IR照明)。完全透明的塑料可以让大部分光线通过,使用光弹性技术通过极化可以使物体变暗。准直(平行)光也可能在透射光中产生额外的对比度。

  3. 玻璃:经常在透射光下检查平板玻璃,并且只会产生相当低的对比度。非常短波的光可以在检查过程中提供帮助。当使用大的漫射照明面板以掠射角时,潜在地可以使用发光体在玻璃本身上的明亮反射来发现缺陷。其他检查技术基于在光滑边缘将横向光耦合到玻璃中。现在,玻璃具有光纤的作用,光线被斑点,气泡等强烈散射,并且斑点在相机图像中显得很暗。玻璃是具有挑战性的测试对象。

  4. 镜玻璃:即使是光学上高质量的镜也只能反射约95%的入射光,其他部分在表面上也会被散射和吸收。可以使用大型的漫射照明面板为表面照明,然后检查光源的反射。弯曲镜等的表面形状可以通过检查附着的图案(点图案,网格,明亮的背景上的条纹)并检查反射来检查。

  5. 陶瓷:这种材料通常具有略微多孔的结构,在染色时可以具有从半透明或白色到黑色的任何颜色。薄而半透明的陶瓷可以透射光,吸收并散射大部分光。因此,几乎不希望在表面产生任何反射,但是,由于会吸收大量的光,因此有时很难使用暗场照明来检查裂纹和发现不良斑点。

  6. 纸,硬纸板,木材哑光纸和硬纸板在表面的光非常好,这是因为细纤维素纤维分布在各个方向。光亮的纸具有很高的反射和透射率,如果它们很薄,它们也会相应地透射光。背面的印记可能会产生干扰。由于有涂层,光泽纸会在表面反射很多光。仅倾斜直射照明,机身或照相机才能提供补救措施,以免在掠射角度下进行检查。偏光滤镜可能也有帮助;对于强光纸,则使用漫射照明。木材会散发出很大比例的光线,因此大部分时间检查表面都不会出现问题。如果您想深入研究木材(或水果,蔬菜)等有机材料,则通常使用红外光进行检查。光被反射的程度较小,并且会杂散并穿透材料,以使可见的坏点可见。



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