只用一个镜头能完成圆柱体外观的快速检测吗？

圆柱形产品的外观检测方案

       在工业生产中，产品外观是产品质量的一部分，企业对于产品的外观也极为重视。大多数的产品外观检测可以通过视觉检测的方法实现，如表面缺陷、划痕、脏污等检测，在普通平面产品外观检测中已有较好应用效果。但是有一类产品的外观检测在生产制造或检测过程中一直备受困扰，那便是圆柱表面的外观检测。

常规方案

       关于圆柱形产品的外观检测有几种常用的视觉检测方法，通常是采用对圆柱形产品进行顶部平面和侧圆柱曲面检测相结合的方式。顶部平面通常采用在圆柱形产品上方布局一台相机进行平面检测；侧圆柱曲面的检测往往比较复杂，最常用的有两种方法：

一种是固定相机，通过运动机构旋转产品（或者固定产品，运动机构旋转相机），使得相机拍摄不同角度的图片，然后拼接获得360°表面图，这样虽得到质量比较好的图片，便于缺陷的检测，但是需要较长的时间取像，所以无法满足实际生产中快速生产的产品。

图1  旋转圆柱形实现360°成像示意图

       另外，也可以在产品周围不同角度放置多个相机（一般3-4个）进行取像，通过图像处理技术对多角度相机采集的图像进行识别、拼接等处理，实现圆柱形产品侧表面的360°成像，此方法也缩短扫描时间，但相机数量的增加使检测机构看起来更加复杂，在生产线安装时也容易与其他结构发生干涉。

图2  多相机实现圆柱产品360°成像示意图

联合光科外表面检测方案及应用案例
 

       针对以上方法存在的缺陷，联合光科可为广大用户提供一种仅需一台相机和镜头便可对圆柱形产品顶面及其周围进行检测的解决方案。
 

       方案的重点在于镜头为特殊开发的360°外侧环视镜头，与图3所示的普通工业镜头的视野角不同，外侧环视镜头视野角如图4所示，向视场中心收缩。

图3  普通工业镜头成像视野示意图




图4   360°外侧环视镜头检测圆柱状产品示意图
 

      通过使用这种特殊的镜头垂直拍摄，只需要一台相机便可在一幅图像中呈现物体的顶面和侧面，所生成的物体图像是物体顶部和侧壁的“展开”图。

       联合光科在圆柱产品检测方面有着丰富的检测经验，图5为使用360°外侧环视镜头进行玻璃瓶检测的检测装置和采集到的图像。
 

       图6分别为在电池印刷质量和表面缺陷检测、瓶盖检测、立方体样品检测等方面的应用案例。

图6  360°外侧环视镜头在圆柱、多面体产品检测方面的应用案例

       相比上述常用的两种检测方案，联合光科提供的方案可以大大简化视觉系统的布局，缩小了设备安装空间，也大大降低了图像处理难度，提高了检测效率。


360°外侧环视镜头产品简介
 

       高光光学品牌（GAOPTICS）自研的360°外侧环视镜头采用全新的光路设计，可以实现镜头的视场角向内收缩，视场范围被局限在一个倒立的圆锥角内，实现了同时拍摄物体顶面和侧面的功能。且工作距离可调，被测物距离镜头越近，放大倍率越小，视野越小。摆放在视场中心的圆柱体，侧面不会被顶面遮挡，镜头可以采集到侧面图像。下图为GAOPTICS自研360°外侧环视镜头实物图。更多详情请点击：360°外侧环视镜头
 

表1  GAOPTICS自研360°外侧环视镜头主要参数