咱车间里刚上线的视觉检测系统,这两天可把人折腾坏了——产线上咔咔拍照的工业相机,拍出来的图片正中间老有个亮晃晃的光斑,活像照片里嵌了个小太阳。李工盯着屏幕直挠头:“这亮疙瘩把产品边缘细节全吞了,瑕疵检测系统直接摆烂,良品率统计跟开玩笑似的!”说实话,这种工业相机拍照中间亮点的毛病,在智能制造领域可不是新鲜事儿,但解决起来真得揪准病根儿。
要说这亮斑的来历,八成是光学系统在“闹脾气”。许多厂子为省钱选了普通镜头配高功率环形光源,光路设计又没做匀化处理——好家伙,强光直冲镜头中心,镜片组内部反复反射(咱俗称“鬼影”),传感器中间区域直接过曝。就像大夏天拿手机对着太阳拍,画面能不泛白嘛?更恼火的是,有些相机CMOS本身存在热噪声堆积,长时间连续拍摄时,芯片中间区域温度飙升,形成固定亮斑。这可不止影响外观,关键尺寸测量、表面划痕识别全得抓瞎。

对付这种工业相机拍照中间亮点的顽疾,老师傅们兜里可揣着好几手绝活。第一招叫“以柔克刚”:把直打式光源换成穹顶漫射光,配合偏振滤镜片使用。山东一家轴承厂就这么整的,光斑消失了不说,金属表面的油污检测准确率飙了三十多个百分点。第二招得玩“外科手术”:通过软件做平场校正(Flat Field Correction),拍张均匀白板图当模板,系统自动补偿各像素响应差异。苏州有个做玻璃屏的车间,愣是靠这法子把边缘暗角和中芯亮斑一齐端了。
不过最绝的还得算“乾坤大挪移”。有次去东莞电子厂,他们产线振动大,相机安装角度微微上翘,镜头正好吃进顶部灯带反射光。老师傅叼着烟瞅了半天,让人把相机顺时针转了15度,再用遮光绒布把镜头筒裹了半圈——您猜怎么着?那亮斑“唰”地就没了!所以说啊,治这毛病不能光盯着硬件参数,现场光环境比啥都重要。这种工业相机拍照中间亮点问题,往往就是光源、镜头、角度三方“打架”闹的,得学会“劝架”。

(此处悄悄插句大实话:有些进口品牌相机宣传“绝对无亮斑”,其实是把过度曝光区域直接算法裁切了,画面视野缩水两成,这损招咱可别学!)
网友问答环节
@螺丝刀侠客 提问: 我们实验室用的500万像素国产工业相机,在拍反光金属件时总在固定位置出现花生米大小的亮斑,换过三个镜头都没用。这是传感器坏了吗?要不要送修?
答: 老铁别急着送修!从描述看,亮斑位置固定且只在拍反光件时出现,这八成是“镜面反射光路”在作祟。您先把相机和光源整体旋转30度试拍,如果亮斑位置跟着转,那就是外部杂光干扰;如果亮斑纹丝不动,可能是传感器微透镜阵列局部损伤。建议先做四步自查:1)用积分球光源或磨砂玻璃罩在镜头前拍匀光测试图;2)调低增益值至基础档;3)关闭所有环境光后拍摄黑色幕布;4)用示波器查看该区域像素的电压输出曲线。我们去年处理过类似案例,最后发现是龙门架上的安全警示灯反光在镜头内部形成了二次像,贴块消光绒布就解决了。传感器真损坏的概率不到两成,毕竟现在工业相机扛造着呢!
@质检小仙女 提问: 领导让我给装配线选防亮斑相机,预算有限。面阵相机和线阵相机哪个更适合检测圆柱体表面印刷字符?周边同事说法不一求靠谱建议。
答: 妹子这问题问到点子上了!检测圆柱体字符可是经典难题。面阵相机容易在曲面中心形成高光带,而线阵相机配合同步旋转机构能完美避开这个问题。简单说:如果检测节拍要求每分钟超200件,建议用2000像素以上的线扫相机+高均匀性条形光,像啃玉米似的逐行扫描,根本不给亮斑形成的机会。预算紧张的话,可以看看国产的海康威视线扫系列,配自主开发的匀光器,价格比进口的低四成。去年浙江有个阀门厂就这么配置的,把柱面上的0.2mm划痕检出率做到99.7%。切记要让供应商做现场测试,拿你们的产品实拍五百张,用灰度直方图工具分析中心区域像素值波动——波动范围控制在5%以内才算达标。
@深夜调机人 提问: 已经投产的检测工站突然出现中心亮斑,生产任务紧没法停机改造。有没有临时抢救方案?软件能补救吗?
答: 兄弟这情况咱太懂了!三条急救方案请收好:1)紧急软件干预,用Halcon或OpenCV的局部阈值分割,把中心区域ROI单独做自适应二值化处理,虽然速度会降约15%,但能保当下生产;2)物理急救法,去仓库找块ND减光膜(中性密度滤光片),剪成环形贴在镜头前段,削弱中心进光量,这土法子能顶两个月;3)最绝的是利用运动模糊——把曝光时间调到原设置的1/3,同时让传送带提速,图像虽略有拖影但亮斑会扩散减弱,配合实时去模糊算法居然有意想不到的效果。上周深圳某PCB厂夜班就这么操作的,第二天才下单买防眩光镜头。记住这只是缓兵之计,周末务必做彻底的光路重组!