为完结轿车碳罐查验的自动化,制作商一向选用偏光镜和开箱即可运用的相机来削减眩光 出产轿车行业所需的金属碳罐时,一般需求运用密封剂胶珠。制作商有必要将密封剂胶珠涂到圆筒形金属件的内部,以保证其他元件可以粘住。非常重要的一点是,有必要查看该密封剂胶珠的存在性和均匀性,以确认其方位,并丈量其宽度,然后保证其均匀分布在圆筒形金属件的圆周上。
在 900 个元件/分钟的出产速度下,人工查验密封剂胶珠不只耗时,并且耗力,因而,这类元件的查验自动化势在必行。
为履行该使命,EPIC Systems公司开发了一套机器视觉体系,以削减误认为未经过查验的元件数量。质量操控流程需求检测密封剂胶珠的存在性和方位,一起丈量其在直径为 10mm的碳罐圆周上的宽度。该公司选用了康耐视公司的三套 In-Sight 视觉体系,以保证当碳罐沿着输送带移动时,每台相机可以收集碳罐内外表 120 度范围内的图画(见图 1)。
图1:当碳罐沿着出产线移动时,机器视觉体系将会查验碳罐内的密封剂胶珠,以保证它的存在性,并坚持正确的均匀。开发这套体系时,EPIC Systems公司将三套In -Sight视觉体系与光纤光源集成在一起(图中未显现)。
EPIC Systems 公司运用两种不同的机器视觉查验办法,一起查验圆柱形金属件的内外表,仅当两种办法均标明该元件合格时,该元件才干经过查验。
首要,运用康耐视视觉东西软件中的边线东西,以定位密封剂的顶部边线和底部边线以及碳罐的顶部边线。然后,进行核算,以确认该密封剂胶珠的宽度以及胶珠与碳罐顶部边线之间的间隔。一起,运用直方图东西核算特定区域内满意某些要求的像素数量。经过核算定位该胶珠的区域内的黑色像素数量,咱们可以确认胶珠是否存在,以及胶珠中是否存在不一致之处,如孔洞或空隙等。
战胜眩光应战
眩光是光线反射发生的,其会下降图画的对比度,并遮盖图画特征。由于碳罐内部空间有限,眩光将会导致查验问题。在许多运用中,经过正确地定位光源和相机,咱们可以消除眩光。但在这种情况下,没有满意的空间来施行这种处理方案。
此外,由于原材料和制作工艺的改变,碳罐在外观上也或许有所不同。在初始运用中,选用了一个数字图画滤波器来杰出眩光。该滤波器将依据成果设置图画阈值,以削减眩光的影响。
但是,视觉体系的标准要求是 0%的误报率,其必定的成果是,必定数量的元件会被误认为未经过查验。误认为未经过查验的份额一开始为每 100 万元件中有 400个元件。尽管这个份额较低,但仍然需求组织人工查验每个被除掉的元件,考虑到出产线的速度较高,这是很难完结的使命。
为战胜这种眩光应战,该公司开发了一套机器视觉体系,该体系集成了偏振滤波器。当沿着特定的方向经过偏振处理的光线照射到一个漫反射外表时,大部分光线将成为随机偏振光线,并按随机方向反射出去。但是,在存在激烈反射的区域内,仍然会保存大部分偏振视点的入射光。
经过将一个偏振滤波器放置到相机镜头上,相关于光源偏振角旋转 90度后,激烈的偏振光反射将被相机镜头滤波器所吸收。然后,来自无眩光区域的漫射光线将被传输到相机镜头,然后削减了眩光的影响。
一般情况下,眩光是可以运用一个滤波器来削减的。但是,待查验物品的圆柱形几许形状却影响了一个简略的一维偏光镜协助一个由多台相机组成的体系削减眩光的才能。在这种情况下,该公司特别选用 Midwest Optical Systems 公司的偏振滤波器削减了眩光。
偏振光
尽管金属外表不会使光线偏振,但来自非金属外表的反射光线在较低的入射视点下却或许会变成偏振光。在一个称为“布儒斯特角”的视点下,反射光线将彻底偏振化。为消除两种直接光线反射和低入射视点下反射的光线所引起的眩光,该公司将三个饼形偏光镜设备到光纤端操作设备上(见图 2)。
每个饼形偏光镜的视点均用于协助特定的相机从几许上削减低入射视点下反射的光线。
经过相机镜头上设备的偏振滤波器的穿插偏振效果(来自 Midwest Optical Systems 公司的PR032 偏光镜),该查验体系削减了光线的直接反射。这使视觉体系可以选用单一的光源,
一起协助每台相机以最佳方法对该光源进行偏振处理。
假如仅将一个偏振镜置于光源之上,尽管可以削减光线的直接反射,但无法削减低入射视点下反射的光线,由于这更多的是一个几许问题。在后一种景象下,假如在光源上设置单一的偏光镜,仅可使其间两台相机不会遇到眩光,但无法处理第三台相机遇到的眩光问题。
光线偏振视点会影响光线如安在较低的入射视点下从光泽外表反射出去。因而,三个几许图形是最佳的设置。线性偏光镜可以理解为窗户上的格栅或笔直百叶窗。
图 2:为消除两种直接光线反射和低入射视点下反射的光线所引起的眩光,该公司将三个饼形偏光镜设备到光纤端操作设备上。
关于这项 360 度运用,最理想的偏光镜几许形状应是飞镖盘相同的偏光镜(同心圆)。
在大多数运用中,您并不需求运用多个偏光镜将光源进行偏振处理。而在这种情况下,每个饼形区域内的大部分光线将仅使一台相机获益。每个饼形区域内的光线将照亮每台相机正在查验的圆柱形物品的旁边面。一切三台相机均选用 Midwest Optical Systems 公司的 PR032 偏光镜,对光线进行穿插偏振处理。
为消除氙灯光源所发生的紫外线或红外线,该公司在相机上设备了 BP550 紫外线+近红外光谱块/可见光滤波器。此外,该公司还选用了 Midwest Optical Systems公司的一个 AC380 防反射和防刮痕亚克力防护窗,作为光纤端操作设备的防护外表。
光学偏光镜和滤波器的运用削减了所需的数字图画过滤处理,然后可以简化机器视觉算法(见图 3)。这使查验时刻从 85 毫秒缩短到 65 毫秒,然后使出产线速度提高了将近 31%,到达约 900个元件/分钟。EPIC Systems 公司现已选用各种机器视觉设备,在六条不同的出产线上设备类似的查验体系,以满意不同出产线的速度需求。
图 3:经过将紫外线和红外线隔绝滤波器和穿插偏振镜以新颖的方法组合在一起运用,明显削减了碳罐所反射的眩光,然后使胶珠检测变得愈加简单。(1)原始图画,(2和 3)运用截止滤波器和偏振滤波器之后的图画。
该公司已经在康耐视 In-Sight Micro 1400 视觉体系和 In-Sight 5600 高速视觉体系上测试了算法。In-Sight 5600 高速视觉体系完结了 38 毫秒的极短查验时刻,这使出产线速度可以到达1200 个元件/分钟。