기계 시각 측정 시스템의 이미지 품질 향상을 위해 본 논문에서는 명암장 복합 조명의 광원 최적 배치 문제를 연구하였다. 먼저 램버트 복사 특성과 선형 중첩 원리를 바탕으로 명암장 복합 조명 시스템의 조도 분포 모델을 최초로 구축하고, 변이 계수와 최소/최대값 비율의 이중 지표를 포함하는 최적화 목표 함수를 구성하였다. 다음으로 개선된 시뮬레이티드 어닐링-입자 군집 알고리즘을 사용하여 최적 배치 파라미터를 구하고, 최적화 결과에 따라 실험 플랫폼을 구축하여 목표 영역의 조도 분포를 측정하였다. 이후 최적화 방안의 구현 효과를 평가하기 위해 목표 영역 내 공작물 이미지를 수집하고 조도 균일도를 계산하여 실험 결과와 비교 분석하였다. 실제 측정된 최적 조도 균일도는 0.9219이며, AE-SAPSO 알고리즘 최적화 결과와의 상대 오차는 2.59%, 공작물 표면 조도 균일도와 실험 결과의 최대 상대 오차는 3.42%이다. 마지막으로 세 가지 조명 방식 아래 다양한 결함에 대해 이진화와 균일도 두 가지 측면에서 본 논문의 최적화 방안을 분석하였다. 결과는 본 논문에서 제안한 광원 최적 배치 방법이 목표 영역의 조명 균일성을 효과적으로 향상시킬 수 있음을 보여준다.

기계 시각;명암장 복합 조명;조도 균일도;조명 설계