待检测方形硅碳棒设计有四块检测区域，对于补光机理研究，按照成像原理可将两端采集区域分为一组，将上表面采集区域分为一组，分别进行补光机理研究。硅碳棒上表面具有强反光特性，且表面积较大的特点，同时硅碳棒表面存在反射、衍射现象，同时也会产生镜面成像。图2一为垂直角度对硅碳棒上表面拍摄进行的成像试验。

        图(D为试验过程中补光角度及实际工业相机采集角度位置关系，通过图2-2中(B)成像可以看出，硅碳棒表面具有强反光特性。同时，图中黄色检测框区域为硅碳棒表面的背景成像，导致成像的质量较差。故在设计过程中有两点作为设计参考:(1)采用漫反射进行均匀、柔性补光;(2)避免采集图像过程中硅碳棒的镜面成像所造成的干扰。基于以上两点，提出一种补光方法，兼顾以上两点思路及成本实现采集补光.具体设计原理下面进行介绍。

       本系统中补光策略采用结构光补光方法结合反射补光方式进行补光，首先针对②、③号相机补光方法进行说明，补光机理示意图如图所示。生漫反射，产生较为柔和的光线，照射至硅碳棒表面，后反射进入相机。该过程中需要对光源亮度进行调整，以保证得到清晰的图片，设计的关键点在于白玻纤维幕布。

       同时，这种补光结构以白玻纤维幕布为背景，对于部分瑕疵特征有增强作用，又完全杜绝了背景成像干扰所带来的问题。结构光补光方式成本较低，但实际补光效果较为理想。

       以上，对硅碳棒上表面补光机理进行分析，对于端面成像来说，主要用于检测硅碳棒端面瑕疵，而端面无强反光特性，选用条形光源直接对端侧进行补光，具体补光原理示意图如所示。

       硅碳棒端面补光机理如图2-4，首先来自条形光源的光纤照射至硅碳棒端面，经过漫反射及反射的方式照射至相机，从而获取到硅碳棒端侧图像。同时侧面补光光照射至白玻纤幕布漫反射对硅碳棒上表面两端进行补光。补光机构整体示意图如图所示。Tracxpro软件是一款光线模拟软件。在仿真软件中，创建三条波长为0.546um的LED条形光源fuel，建立硅碳棒三维模型，创建幕布并将幕布表面设置为漫反射表面。该部分仿真具体参数在后文中会进行进一步陈述.下图分别为两侧补光照度图、上表面补光照度图以及整体补光硅碳棒上表面照度图。

       图为上述②、③号采集相机补光方案仿真;图2-7为上述①、④采集相机采集补光方法仿真实验，图为系统整体补光方案仿真实验.可以看出所采用得结构光补光方法在硅碳棒水平和竖直方向照度都比较均匀。同时通过仿真实验，发现结构光补光方案可使得硅碳棒表面照度分布在5701wt-6701ux，符合现场测量得出的最佳补光照度范围SOOIwt-9001ux.该方案也在实际试验中取得了良好的效果，满足系统设计需求，故采集装置补光方案采用上述方案进行实现，最终在实际应用中取得了较好的补光效果。16，http://www.zbqunqiang.cn/