悟空相位成像系统助力2.5D缺陷检测

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背景

如今新能源产能的快速增长，锂电池作为新一代储能电源，性能、应用广泛。但其使用的蓝膜材料质地较软，易受损伤，难免会产生一些缺陷，部分会直接影响电池的一致性和安全性，对电池的安全性能构成较为严重的威胁。因此，相应的外观检测技术水平直接决定着电池产品的品质。

相位偏折技术是一种通过测量物体表面反射或透射光的相位变化来研究物体形状、结构、性质和行为的方法。其基本原理是，当光波在物体表面反射或透射时，光波的相位会发生变化。通过测量这种相位变化，可以获得物体表面的形状、结构、性质和行为等信息。


悟空相位成像系统

悟空相位成像系统，通过拍摄获取多张X、Y图像序列，X、Y依次不同的位置移动，从每个图像中提取数据并进行组合以创建包含与特定应用程序相关的详细信息的输出图像。可兼容不同方向的瑕疵成像、及提供2.5D缺陷成像，实现一次采集，完成待检产品的不同形态瑕疵呈现，可以应用在反光产品的表面瑕疵高速检测中。

图1 悟空相位成像系统示意图

图2 悟空相位成像系统检测流程

线扫检测中，通过相位线阵光源输出高频信号给线扫相机，将图像数据直接传至图像预处理器，并处理获得对应的八张相位原图和六张预处理效果图。六张预处理器效果图包含形状图1、形状图2、镜面反射图、光泽比图、漫反射图、标准图，可分别对图像具有2.5D凹凸的特征、细小划伤、脏污异物、产品轮廓定位进行提取，如图（3）。

图3 8张原图、6张预处理图

该系统的优势还在于可以区分有感和无感的特征，即有深度和无深度的信息，将背景干扰信息过滤，提取用户所需的特征，如下图4-6所示。

图4 原图X1

图5 原图Y1

图6 形状图1

线扫光度立体成像系统

线扫光度立体成像系统，是指捕获多个图像，利用图像处理生成更好的输出图像，具有单一镜头图像无法提供的特征或质量的图像。这种方法的用途是重建出物体表面的法向量，以及物体不同表面点的反射率，因此需要做的只是采集四张，由不同方向的光照射物体的图像。该方案主要用于检测非反光产品表面2.5缺陷，支持高速在线检测。

图7 线扫光度立体成像系统示意图

图8 线扫光度立体成像系统检测流程

图9 常规成像

图10 光度立体成像

产品为反光光滑产品的凹凸点、压痕检测，推荐使用线扫相位成像方式；如果产品是磨砂非光滑面，推荐使用光度立体成像方式，或其它检测方式。

沃德普不仅将其应用在软包电池的外观检测上，同时在锂电行业制片、电芯、在3C行业中五金零部件外观检测、汽车行业中汽车表面检测上及玻璃外观缺陷检测、高反光低对比度等场景均有应用，在未来，沃德普将会持续深耕机器视觉行业，创新技术应用，助力智能制造。