Проработав в сфере видеоизмерений более двух десятилетий, я видел, как многие клиенты испытывают трудности при измерении материалов с высокой отражающей способностью. Такие детали, как хромированные детали, полированная нержавеющая сталь и зеркальный алюминий, могут выглядеть безупречно невооруженным глазом, но с помощью видеоизмерений они часто становятся самой сложной задачей.

Многие клиенты, впервые пытаясь измерить такие детали, замечают на изображении большие светлые пятна, из-за которых практически невозможно различить точные контуры. Другие сообщают, что повторные измерения в одном и том же месте дают нестабильные результаты с плохой повторяемостью. Эта проблема особенно распространена при измерении автомобильных компонентов, полированных форм и декоративных деталей.

Основная причина вполне очевидна. Измерение зрения основано на диффузном отражении от поверхности детали для формирования стабильных серых контуров. Однако поверхности с высокой отражающей способностью ведут себя скорее как зеркала: падающий свет следует закону отражения, при этом большая его часть отражается под фиксированными углами. В результате камера получает не плавный переход оттенков серого, а скорее пересвеченные области. Истинные контуры часто «размываются», или появляются ложные контуры, что вводит программное обеспечение в заблуждение.

Один из моих клиентов столкнулся с этой проблемой при осмотре хромированных автомобильных накладок. Результаты трёхкратного измерения в одной и той же точке различались на десятки микрометров. Сначала они заподозрили неточность оборудования. После совместного анализа изображений мы обнаружили, что сильный отражённый свет затемнял кромку, и программа каждый раз определяла разные точки кромки. Если это не исправить, это не только снижает точность измерений, но и может привести к неверной оценке целых партий продукции.

Исходя из своего опыта, я обычно предлагаю следующие контрмеры:

1. Отрегулируйте освещение. Детали с высокой степенью отражения наиболее чувствительны к однонаправленному освещению. Коаксиальное освещение часто эффективно, поскольку оно направляет свет к линзе и от неё вдоль одной оси, минимизируя резкие отражения. Для поверхностей из нержавеющей стали добавление поляризатора также может помочь устранить блики. Современные машины для измерения зрения часто оснащены управляемыми сегментированными кольцевыми источниками света, которые обеспечивают освещение под разными углами, позволяя операторам выбирать наиболее чёткое изображение — очень удобно для хромированных деталей.

2. Временная обработка поверхности. С согласия заказчика на поверхность можно нанести матирующий проявитель, превращающий зеркальное отражение в рассеянное. Например, у одного из заказчиков, изготавливающих пресс-формы, были отполированные детали, которые было практически невозможно измерить. После нанесения проявителя края стали чёткими, а результаты значительно стабилизировались. Для тонколистовых деталей нанесение матовой плёнки также может улучшить качество изображения. Конечно, такие методы добавляют дополнительный этап, поэтому их необходимо согласовывать с требованиями технологического процесса.

3. Оптимизируйте программное обеспечение и алгоритмы. Одно лишь аппаратное обеспечение не всегда может решить проблему — решающую роль играет программная обработка. Многопороговая подгонка и фильтрация бликов позволяют исключить пересвеченные пикселы, повышая точность определения контуров. Методы субпиксельной подгонки также ценны, поскольку они могут улучшить повторяемость даже при небольшом размытии контуров.

Кроме того, я часто напоминаю клиентам о необходимости проверять окружающую среду и оснастку. Иногда проблема связана не с самим оборудованием, а с чрезмерным внешним освещением или нестабильным креплением, из-за чего меняется угол отражения. Если условия нестабильны, результаты изображения неизбежно будут отличаться.

Подводя итог, можно сказать, что, хотя материалы с высокой отражающей способностью представляют собой очевидную проблему при измерении зрения, эта проблема далеко не неразрешима. Понимание их оптических свойств и сочетание корректировки освещения, обработки поверхности и оптимизации алгоритмов позволяют найти подходящие решения в большинстве случаев. За более чем двадцатилетний опыт я усвоил, что решение измерительных задач зависит не только от оборудования, но и от понимания поведения материала и гибкого реагирования на месте.