Zur Verbesserung der Bildqualität von maschinellen Sichtmesssystemen untersucht dieser Artikel das Problem der optimierten Anordnung der Lichtquellen eines kombinierten Hell-Dunkelfeld-Beleuchtungssystems. Zunächst wurde auf Grundlage der Lambert-Strahlungseigenschaft und des Überlagerungsprinzips erstmals ein Beleuchtungsverteilungsmodell für das kombinierte Hell-Dunkelfeld-Beleuchtungssystem aufgebaut und eine Optimierungsziel-Funktion mit zwei Indikatoren, dem Variationskoeffizienten und dem Verhältnis von Minimal- zu Maximalwert, konstruiert. Anschließend wurden mit einem verbesserten Simulated-Annealing-Partikelschwarm-Algorithmus die optimalen Anordnungsparameter ermittelt, basierend auf den Optimierungsergebnissen eine experimentelle Plattform aufgebaut und die Beleuchtungsverteilung im Zielbereich gemessen. Zur Bewertung der Umsetzung der Optimierungslösung wurden Werkstückbilder im Zielbereich aufgenommen, deren Beleuchtungsgleichmäßigkeit berechnet und mit den Versuchsergebnissen verglichen. Die praktisch gemessene optimale Beleuchtungsgleichmäßigkeit betrug 0,9219, mit einer relativen Abweichung von 2,59% zu den Optimierungsergebnissen des AE-SAPSO-Algorithmus. Die maximale relative Abweichung der Beleuchtungsgleichmäßigkeit der Werkstückoberfläche gegenüber den Versuchsergebnissen betrug 3,42%. Abschließend wurde die Optimierungslösung hinsichtlich der Binarisierung und Gleichmäßigkeit verschiedener Defekte unter drei Beleuchtungsarten analysiert. Die Ergebnisse zeigen, dass die vorgeschlagene Methode der Lichtquellenoptimierung die Beleuchtungsgleichmäßigkeit im Zielbereich effektiv verbessern kann.

maschinelle Sicht; kombiniertes Hell-Dunkelfeld-Beleuchtungssystem; Beleuchtungsgleichmäßigkeit; Beleuchtungsdesign