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【光學知識】機器視覺的相位測量偏轉測量

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  • 來源:光虎光電科技(天津)有限公司

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  • 發布時間:2026-02-05 09:31:02

對鏡面反射表面的形狀和缺陷進行檢測是機器視覺系統面臨的眾所周知的復雜挑戰。例如,識別鏡面上的缺陷,如涂漆表面的橙皮效應或手機屏幕上的小芯片,可能需要復雜的專業設備和設備,這對集成商來說是明顯的障礙。相位測量偏轉測量(PMD)利用圖案區域照明?PAL為此類應用提供了簡單有效的解決方案。


相位測量偏轉測量(PMD

在最簡單的形式中,典型的單攝像機(單眼)PMD設置使用有圖案的光源,如Smart Vision Lights的有圖案區域照明?PAL)燈和一臺攝像機。PAL光源和相機相對于物體的角度相似但相反,以便相機捕捉光源從鏡面反射的圖像。在這種設置中,鏡面可以是平坦的也可以是彎曲的。

反射產生的圖像會因表面形狀變化或缺陷而失真。畸變是由圖案圖像反射角度的相位移引起的。基于光反射與表面形狀的簡單數學關系,軟件算法可用于確定形狀特性并定位小缺陷。相位偏移的大小將由物體表面的散度決定。因此,對于表面形狀的漸進變化,反射圖案也會有類似的漸進變化。對于明顯的變化,如坑洼或劃痕,相位變化會大幅增加,導致背景對比度突然變化。為了獲得絕對定量結果,需要相機和光源位置校準。單鏡方法可以通過額外的攝像機擴展,實現立體排列。如需使用PAL照明的應用示例,請下載我們的技術說明:在反光、透明和半透明表面上尋找缺陷

在平面上,光線以與入射光相等(但相反)的角度反射。當存在缺陷時,光線會以相位偏移角度從缺陷反射的角度反射。通過觀察反射圖像中的相位移,可以根據大小、方向和形狀量化變化和缺陷。

透明物體與相位測量偏轉測量

PMD也可以用于檢測透明物體。其原理與鏡面檢查相同。當光線穿過缺陷時,如玻璃的褶皺或塑料中的小坑,光線會被偏轉或折射,且與入射射線角度相位相反。透明物體的缺陷在正常光照條件下難以定位和量化,但使用PAL光源時在圖像中可以明顯檢測到缺陷。在使用PMD方法時,通常采用單攝像機(單眼)布置來檢查透明物體。
單眼鏡相位測量偏轉測量

單鏡(單攝像機)PMD設置使用單一PAL光源和攝像機。基于光源模式的類型和方向,可以獲得二維和三維定量/定性結果。二維成像是在使用單向模式時實現的,該模式顯示出平行線圖案。在這種情況下,線可以是垂直、水平或斜線。三維結果可以通過雙向圖案實現,例如在網格中放置線條;這種設置通常用于單幀圖像采集應用。
立體相位測量偏轉測量

立體PMD也可用于3D2D結果。根據所需的精度和精度,可以使用定量立體設備來降低計算誤差,優化與各種相位反射測量模型相關的表面精度。簡單的定性設置也可以通過觀察相機圖像之間的差異來實現。
多角度相位測量偏轉測量

多角度PMD配置包括兩個或多個PAL光源和兩個或更多攝像頭。每個帶有PAL和相機的光源都可以設置在單眼PDM、立體PDM或其任意組合中,從而實現二維和三維定性圖像的捕捉。多張圖像可用于尋找各種缺陷或在三維中重建被檢驗物體。另一種實用的設置是使用X軸和Y軸相機/光線組合,將x軸和y軸圖像組合處理,無需改變圖案方向即可產生3D信息。


PMD已被證明是一種有效且簡單的方法,用于檢測鏡面表面上的缺陷和量化特征,適用于高速運行的應用。使用SVL圖案區域照明?燈配合偏轉測量圖像處理軟件,或用于視覺檢查,能快速且經濟地解決許多棘手問題。


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