纸膜双层缺陷检测的视觉成像光场设计

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标题：纸膜双层缺陷检测的视觉成像光场设计
来源：中国光学（中英文）Chinese Optics



摘要：ily: FZSSK--GBK1-0;font-size:9pt;color为实现包装盒纸质基底层和透明膜层缺陷的同步检测， 开展了对纸和膜缺陷的同步成像研究。首先， 分别建立了标准球面积分光场、 椭球面积分光场和弧面积分光场模型， 并利用 COMSOL Multiphysics 5.6 对 3 类光场进行射线仿真， 对比分析了球面积分光场下射线角度均匀性及辐照均匀性， 通过正交仿真优化椭球面积分光场参数； 其次， 在椭球面积分光场环境、 亮场前打光环境、 暗场前打光环境下对包装盒成像。与此同时， 对包装盒的油污、 抵触、 开口 、 泡皱、 破损 5 项常见缺陷依次进行物理检测和机器视觉检测， 验证缺陷成像的有效性。试验结果表明， 在椭球面积分光场下成像， 图像对纸质基底层缺陷特征、 透明膜层缺陷特征均有较好的呈现效果， 图像上油污、 抵触、 开口 、 泡皱、 破损的物理检出率分别为 96.2%、 92.5%、 100%、 95%、 92%， 异常检出率分别为 98.6%、 97.5%、 100%、 100%、 98.4%， 缺陷类别检出率分别为 97.6%、 96%、 100%、 97%、 96%。研究结果表明， 椭球面积分光场光路角度和辐照强度均匀， 覆透明膜包装盒的缺陷特征呈现清晰， 满足工业生产的检测要求。