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[讨论交流] 视觉打光一般流程是怎样的?

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  • TA的每日心情
    开心
    2024-4-30 08:31
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    [LV.10]以坛为家III

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    小白

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    发表于 2023-10-12 16:07 | 显示全部楼层 |阅读模式
    请问一下各位站友,视觉打光一般流程是怎样的?怎么选镜头、相机、光源,能否给一点思路上的指引,谢谢。
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  • TA的每日心情
    开心
    2024-3-10 10:39
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    [LV.8]以坛为家I

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    发表于 2023-10-12 16:20 | 显示全部楼层
    这感觉是渲染效果的问题,估计去C4D,keyshot这类论坛更多大师点
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    小白

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    发表于 2023-10-12 22:49 | 显示全部楼层
    你应该是想了解机器视觉的相关知识吧, 这篇文章有比较详细的介绍, 可以看看https://mp.weixin.qq.com/s/7WPD9tsPXFv9tziVyZbWbg
    发帖求助前要善用【论坛搜索】功能,那里可能会有你要找的答案;
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  • TA的每日心情
    奋斗
    2024-4-29 09:05
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    [LV.9]以坛为家II

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    小白

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    发表于 2023-10-13 11:03 | 显示全部楼层
    机器视觉打光技巧
    当选择照明时需要考虑以下五个方面:
    1. 表面是光滑,还是崎岖不平?

    2. 表面是暗淡,还是光亮?

    3. 对象是弯曲的,还是平坦的?

    4. 条码或标记的颜色是怎样的?

    5. 是检测移动的物体,还是静止的对象?

    技巧1:使用亮光去检测材料缺损
    比如在塑料浇注中验证是否不足
    从塑料浇注应用中验证材料缺损对于确保良好的密封表面是重要的。当有材料缺损时,你有了不足的条件(比如浇注到模型中的材料不充分)。
    照明技术:亮场

    亮场照明技术依赖表面纹理和平坦地形。光线遇到平坦反光的表面将光线反射回到相机,创立一个亮区域。粗糙纹理或表面缺损会将光线散射而远离相机,创立了暗区域。

    技巧2:对于精确组件定位使用合适的波长
    比如检测倒装芯片(Flipped Chips),在PCB装配中验证合适的零件方向是常见的机器视觉应用。
    照明技术:亮场

    为了验证装配问题,使用蓝光波长的打亮芯片方位。这个照明技术依靠波长和同轴照明几何。蓝色波长(460 纳米)能很好地区分银质和铜质表面:铜吸收蓝光呈现出暗场,银反射蓝光呈现亮场。同轴照明几何消除错误反射:不想要的耀眼点,反射和暗点。

    技巧3:在玻璃中检测裂痕使用非漫射光
    比如检测玻璃容器上的裂痕
    照明技术:暗场

    在这个应用当中,用暗场照明来创立一个明亮的,在暗背景下容易检测的感兴趣特征。在一个暗场区域中光线直接通过透明的瓶子。大多数穿透透明对象的光线不会被相机检测到。如果材料不规则,比如有裂纹,一些光线就会凸显出这个不规则。特别是划痕创立了一个内部空缺,这里光线折射和反射,以许多角度散射包括返回给相机。这些光线将很难检测的划痕转换到暗背景下的亮特征。

    技巧4:检测透明包装使用漫射光
    比如验证吸塑包装的内容
    照明技术:连续漫射

    连续的漫射照明技术不强调表面纹理和升高中的变化。它提供了非常大的固定照明角度,从多角度让光线找到对象上,因此消除了反射和典型的非方向性或单个光源产生的阴影。

    技巧5: 使用颜色创造对比度
    在机器视觉应用中创造一个高对比度图像的一个有用的方法是用特殊波长(彩色)的光照明物体。对于黑白相机来讲,光的波长能使得跟彩色一样的特征变亮或变暗。使用彩色轮子作为参考,选择一个相反颜色的光来使得特征变暗;或选相同颜色的光使得特征变亮。例如:

    1. 如果你想变暗的特征是红色,则使用绿光;
    2. 使用绿光能使得绿色特征呈现更亮;
    3. 铝上刻印在红光和蓝光下的区别。

    技巧6: 针对快速移动的物体使用频闪光
    当物体快速移动成像是模糊时,就需要使用频闪光。频闪宽度 = 视场÷ 像素/移动速度

    技巧7: 消除反射使用红外光
    机器视觉系统依靠数字图像中的灰度级转化。在许多视觉应用当中,环境光带来了不想要的亮反射,这样使得检测感兴趣特征变得困难或不可能。红外光就能解决这个问题。

    技巧8:使用红外光消除颜色差异
    红外光能用于在彩色对象之间消除灰度差别。暗对象吸收红外波长,创造出一致性,而其它则呈现阴影。这个照明方案有利于检测颜色或阴影变化的非一致性。

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     楼主| 发表于 2023-10-17 19:03 | 显示全部楼层
    OptZhihui 发表于 2023-10-12 22:49
    你应该是想了解机器视觉的相关知识吧, 这篇文章有比较详细的介绍, 可以看看https://mp.weixin.qq.com/s/7WP ...

    感谢分享
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  • TA的每日心情
    开心
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     楼主| 发表于 2023-10-18 08:43 | 显示全部楼层
    Fredchen 发表于 2023-10-13 11:03
    机器视觉打光技巧
    当选择照明时需要考虑以下五个方面:
    1. 表面是光滑,还是崎岖不平?

    谢了。看了一天才把你的分享消化掉
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    发表于 2023-12-12 22:49 | 显示全部楼层
    楼上的fredchen将选择光源的实用技巧说的很清晰,下面我将补充一些对于该问题的个人理解,该帖也是本人的学习总结帖,在日后学习过程中将会更新。
    首先,选取光源的原则如下:
    (1)增强待处理的物体特征;
    (2)减弱不需要关注的物体特征和噪点的干扰。
    (3)不引入额外的干扰。

    根据以上原则,厘清目前常用的打光光源类型,大概如下:
    (1)正光和背光;
    (2)同轴光和非;
    (3)漫射光和非;
    (4)平行光和非;
    (5)亮场和暗场;
    (6)结构光;
    (7)红外光和紫外光;
    (8)偏振光和非。
    以上光源特点组合在一起才是实际所用的打光光源,我们在对物体进行打光的时候需要考虑到物体的特点来找到候选的光源,对其进行简单计算之后搭建实验,然后在实际操作过程中,将候选光源进行实验,以找到最为合适的光源和结构。

    以下是一些fredchen的一些小技巧,本帖亦记录之:
    (1)检测材料缺损用高亮光;
    (2)精确定位用合适波长的光;
    (3)检测玻璃刮痕用非漫射光;
    (4)检测透明包装用漫射光;
    (5)创造对比用颜色光;
    (6)快速移动的物体用频闪光;
    (7)消除反射用红外光;
    (8)消除颜色变化用红外光;
    (9)消除部分反光用偏振光;
    (10)利用荧光效应时用到紫外光;
    (11)检测平整度用结构光。   有待补充

    工业相机选型同样先厘清相机类别和重要指标:
    (1)CCD传感器和COMS传感器;
    (2)分辨率;
    (3)像元尺寸(传感器芯片上的最小单元);
    (4)芯片尺寸;
    (5)工作所需精度,曝光时间等预设数值(这个不是相机指标);
    (6)像素深度(灰阶);
    (7)帧率和行帧(对于面阵相机和线阵相机);
    (8)是否需要彩色相机;
    (9)相机的数据传输接口;
    (10)快门方式(rolling shutter 和 global shutter)

    在了解相机之后,我们就可以进行相机选型了。
    ①根据物体的情况选择面阵相机,线阵相机或是彩色相机;
    ②根据所需拍摄的视野大小和精度计算所需分辨率,在这个理论的分辨率的基础上,考虑镜头分辨率,系统的抖动,光源的波长以及物体本身的精度后,所选取的精度必须大于这个理论精度,且如果是拍摄物体上的缺陷,一个小缺陷至少要包含3-5个像素,才足够精准和稳定。
    ③根据检测方式,是否会有果冻效益,选择全局曝光或是卷帘曝光;
    ④根据检测的速度,计算系统所需的最大帧率。
    以上,基本是相机选型的基础步骤。

    对于镜头选型,首先列举镜头的重要参数和相关数据:
    (1)焦距;
    (2)光圈;
    (3)视场角;
    (4)放大倍率;
    (5)分辨率;
    (6)工作距离;
    (7)最大兼容CCD尺寸;
    (8)景深;
    (9)畸变;
    (10)远心;
    (11)光学接口(C,CS,F,K)

    基本选型步骤如下:
    ①计算焦距(f=工作距离×芯片尺寸/FOV视场);
    ②远心镜头倍率:芯片尺寸/FOV视场;
    ③选择对应分辨率和靶面的镜头;
    ④根据相机接口和法兰距,选择合适的转接环和延长管。

    以上,初步总结,欢迎补充指正。
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  • TA的每日心情
    慵懒
    2024-4-19 14:52
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    [LV.9]以坛为家II

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    发表于 2024-1-26 14:29 | 显示全部楼层
    1. 首先要确定,是做缺陷检测还是尺寸检测。
            1.1 缺陷检测一般是分为明场和暗场;
            1.2 尺寸检测一般用背光;
    2. 镜头选型:
            2.1 确定检测精度/解析度,一般为缺陷/公差的1/4~1/8
            2.2 根据产品尺寸和解析度,选择合适的相机:面阵相机/线扫相机
            2.3 根据所选相机的像元尺寸和解析度,选择镜头
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  • TA的每日心情
    慵懒
    2024-4-26 14:50
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    [LV.4]偶尔看看III

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    发表于 2024-2-19 16:25 | 显示全部楼层
    许多站友分享了打光技巧,关于打光技巧就不分享了。
    讲一下我理解的打光流程:
    第一步一般是选择相机,首先你要得到客户的需求,无论你视觉检测的是何种产品(手机壳、螺丝、玻璃、纸片,包子等),都会有尺寸,检测精度(定位的定位精度等),检测方式(是否飞拍等),检测速度等,这些应该是要最先确定的。得到这些信息你就可以选择相机类型(面阵,线扫,3D激光等)相机的分辨率,曝光方式,帧率,是否彩色等,如果有常用的供应商的话,基本可以确定型号了。
    第二步就是根据情况选择镜头,第一步之后获得了相机的型号可以确定相机的靶面,安装接口,根据视野和工作距离选择合适的镜头就行,有时候可能会使用远心,萨姆,液态镜头等。
    第三步就是选择光源棱镜等一些配件,主要要根据检测的缺陷和产品运动方式选择打光类型(明场暗场透射反射等),这个就比较复杂,吃经验比较多,很多东西书上学不到。
    通常一个产品不只一个面,检测内容也不只一个,但是机构安装的空间,检测时间是有限的,需要工位合并,分时分区等一些办法去降低时间或空间成本等。怎么说呢,这个工作我认为是偏向结构设计的,且很多东西需要和客户沟通,也偏向需求端,其实光学上的知识是比较少。
    当然当你涉及到极其细微的缺陷检测时,可能会用的白光干涉,激光共聚焦等一些涉及光学知识较大的方案,但这种东西市面上已经有现成的装置了,根本不需要你自己造轮子。
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