风道刹车盘360°全方位外观缺陷检测的打光方案，结合多台相机和多光源合理布局，确保采集到稳定且无遗漏的图像。

在汽车制造领域，刹车盘作为车辆制动系统的关键安全部件，其质量直接影响到驾驶员的行车安全。刹车盘生产过程中因不同生产工艺、生产环境、人工操作等因素，其成品经常存在多种缺陷。表面缺陷主要有划痕、砂眼、凹坑、生锈、磕碰、裂纹、风道异物等，这些缺陷会直接影响刹车盘的强度、硬度、应力、承受力等多项技术指标，从而缩短使用寿命，并带来严重的安全隐患。因此，对刹车盘外观缺陷进行精确检测尤为重要。

目前，刹车盘表面缺陷检测常用的技术包括涡流检测、磁粉探伤、红外检测、X射线检测以及机器视觉检测等。与其他接触式测量工具或人工目视检测相比，机器视觉检测凭借着无损、非接触式特点，具有检测数据准确度高、效率高、能显著降低人工成本等优势，正逐渐广泛应用于这一行业。

机器视觉检测技术能快速采集刹车盘表面的高分辨率图像，并使用强大的深度学习图像处理算法，实现对多种外观缺陷的识别、区分和关键尺寸的精确测量。

机器视觉光源的重要性

机器视觉技术主要涉及图像采集和图像处理两个环节，图像质量的好坏直接关系到整个系统的成败。利用不同类型光源的光学特点，如同轴光、三色光、超亮频闪光源等，可以显著提高检测目标和背景的对比度，确保成像质量的稳定性。这为后续的图像处理提供了准确且高效分析的基础。

在刹车盘外观缺陷检测中，光源对提高图像质量起着至关重要的作用。刹车盘具有复杂的曲面结构，车间内的强光照明会形成环境光干扰，缺陷形态多样且细小，这些因素都对视觉系统的成像质量带来严峻挑战。不恰当的照明方案可能导致图像过曝、亮度不均、对比度不足等问题，从而造成关键缺陷信息的丢失或误判，即使是最先进的算法也无法发挥其应有的作用。

本文主要介绍风道刹车盘360°全方位外观缺陷检测的打光方案，可同时满足3个检测工作站的需求，因此须结合多台相机和多个光源合理布局，以确保采集到稳定且无遗漏的图像。

什么是视差？应用案例

为了验证打光方案的有效性，针对风道刹车盘不同区域的缺陷开展专项测试，关键方案与效果如下。

（1）正面缺陷检测效果

刹车盘正面尺寸大（直径 30~40 cm）且带散热筋（高低差1~2 cm），普通光源易产生阴影。

采用“大景深短焦镜头结合开孔面光源”组合，镜头覆盖高低差区域避免失焦，面光源均匀照射消除阴影。

测试显示，0.5 mm 划痕、0.3 mm砂眼呈明显黑色，与浅灰色背景对比清晰，无漏判（见图1）。

图1：正面缺陷效果。

（2）正斜面缺陷检测效果

正斜面为正面与侧面过渡区，曲率大、盲区多。通过6台高分辨率相机环绕倾斜45°安装，拍摄范围重叠10%，搭配环形无影光源实现均匀光照，再经图像拼接形成全景图，缺陷轮廓清晰（见图2，为单相机局部图像）。

图2：图中为单个相机拍摄的部分图像效果。

（3）风道斜面处刮伤检测效果

风道斜面空间狭窄（宽1~2 cm、深3~5 cm），普通光源难以深入。环绕式安装多台相机协同工作，共用一个光源照射，同步控制采集图像。与风道内壁对比明显，避免了光照不足导致的漏判（见图3）。

图3：风道斜面处刮伤效果。

（4）背面缺陷检测效果

背面需要检测砂眼、生锈等缺陷，结构与正面类似。沿用“大景深短焦镜头结合开孔面光源”方案，光源垂直照射亮度足够，缩短曝光时间避免反光。

测试中生锈区、砂眼均呈黑色，背景浅灰均匀，识别准确率与正面一致（见图4）。

图4：背面缺陷效果。

（5）背侧面、斜面缺陷检测效果

背侧面与背斜面检测范围广、角度复杂。在同一工位安装6台相机（3台拍背侧面、3台拍背斜面），根据曲率调整角度，共用单个环形无影光源。经图像降噪处理后，脏污异色可见，图像无阴影（见图5）。

图5：背侧面、斜面效果。

（6）风道异物检测效果

采用线扫描相机配合刹车盘旋转拍摄，搭配超高亮同轴线光源，对风道3 cm深度内的异物检测。异物呈不规则白色，与背景区分明显（见图6）。

图6：风道异物效果。

结语

在机器视觉检测中，经常面临一些结构空间极限的测试条件。为了给客户提供最佳的光学成像照明方案，如在限定的条件内，应全面考虑光源的尺寸、照射角度以及静态还是动态检测的可行性。

以本方案为例，尽管刹车盘的缺陷都较为明显，但由于尺寸较大，同时需在单一工作站上实现多面检测，以节省机台的工作站空间，那么光源的安装架构就尤为重要。因光学成像照明方案是决定系统性能的关键前期环节，所以正确的光源成像方案选择，能为后续图像处理与缺陷识别奠定坚实基础。

乐视自动化科技有限公司在光学成像初期方案评估领域拥有丰富经验，可针对不同检测场景提供专业技术支持。

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