機器視覺光(guāng)源選型技巧及分(fēn)類

機器視覺是用(yòng)機器代替人(rén)眼來(lái)做(zuò)測量和(hé)判斷，機器視覺系統主要包含相機、鏡頭、光(guāng)源、圖像處理(lǐ)系統和(hé)執行機構。而光(guāng)源作爲其中重要組成部分(fēn)，直接關系到系統的(de)成敗。在視覺系統中圖像是核心，選擇合适的(de)光(guāng)源能夠呈現一幅好的(de)圖像，能夠簡化(huà)算(suàn)法提高(gāo)系統穩定性，一幅圖像如果曝光(guāng)過度則會隐藏很多(duō)重要的(de)信息，出現陰影(yǐng)則會引起邊緣誤判，圖像不均勻則會導緻阈值選擇困難。因此要保證有較好的(de)圖像效果，就必須要選擇一個(gè)合适的(de)光(guāng)源。

 

 

機器視覺涉及行業廣泛包含電子、汽車、包裝、印刷、食品、醫療等。因而我們面臨的(de)檢測産品也(yě)是多(duō)種多(duō)樣:形狀大(dà)小不同、顔色材質不一、檢測環境和(hé)指标各異。面對(duì)種類繁多(duō)要求各異的(de)檢測産品如何選擇光(guāng)源，我們先來(lái)看一下(xià)常見的(de)光(guāng)源特性。

 

目前理(lǐ)想的(de)視覺光(guāng)源有高(gāo)頻(pín)熒光(guāng)燈、光(guāng)纖鹵素燈、氙氣燈、LED光(guāng)源。應用(yòng)最多(duō)是LED光(guāng)源，這(zhè)裏就詳細介紹幾種常見的(de)LED光(guāng)源。

 

1、環形光(guāng)源

LED燈珠排布成環形與圓心軸成一定夾角，有不同照(zhào)射角度、不同顔色等類型，可(kě)以突出物(wù)體的(de)三維信息；解決多(duō)方向照(zhào)明(míng)陰影(yǐng)問題；圖像出現燈影(yǐng)情況可(kě)選配漫射闆，讓光(guāng)線均勻擴散。應用(yòng)：螺絲尺寸缺陷檢測，IC定位字符檢測，電路闆焊錫檢查，顯微鏡照(zhào)明(míng)等。

 

2、條形光(guāng)源

LED燈珠排布成長(cháng)條形。多(duō)用(yòng)于單邊或多(duō)邊以一定角度照(zhào)射物(wù)體。突出物(wù)體的(de)邊緣特征，可(kě)根據實際情況多(duō)條自由組合，照(zhào)射角度與安裝距離随有較好自由度。适用(yòng)較大(dà)結構被測物(wù)。應用(yòng)：電子元件縫隙檢測，圓柱體表面缺陷檢測，包裝盒印刷檢測，藥水(shuǐ)袋輪廓檢測等。

 

3、同軸光(guāng)源

經面光(guāng)源采用(yòng)分(fēn)光(guāng)鏡設計。适用(yòng)于粗糙程度不同、反光(guāng)強或不平整的(de)表面區(qū)域，檢測雕刻圖案、裂縫、劃傷、低反光(guāng)與高(gāo)反光(guāng)區(qū)域分(fēn)離、消除陰影(yǐng)等。需要注意的(de)是同軸光(guāng)源經過分(fēn)光(guāng)設計有一定的(de)光(guāng)損失需要考慮亮度，并且不适用(yòng)于大(dà)面積照(zhào)射。應用(yòng)：玻璃和(hé)塑料膜輪廓和(hé)定位檢測，IC字符及定位檢測，晶片表面雜(zá)質和(hé)劃痕檢測等。

 

4、圓頂光(guāng)源

LED燈珠安裝在底部通(tōng)過半球内壁反射塗層漫反射均勻照(zhào)射物(wù)體。圖像整體的(de)照(zhào)度十分(fēn)均勻，适用(yòng)反光(guāng)較強金屬、玻璃、凹凸表面、弧形表面檢測。應用(yòng)：儀表盤刻度檢測，金屬罐字符噴碼檢測，芯片金線檢測，電子元件印刷檢測等。

 

5、背光(guāng)源

LED燈珠排布成一個(gè)面（底面發光(guāng)）或者從光(guāng)源四周排布一圈（側面發光(guāng)）。常用(yòng)于突出物(wù)體的(de)外形輪廓特征，适用(yòng)于大(dà)面積照(zhào)射，背光(guāng)一般放置于物(wù)體底部需要考慮機構是否适合安裝，在較高(gāo)的(de)檢測精度下(xià)可(kě)以加強出光(guāng)平行性來(lái)提升檢測精度。應用(yòng)：機械零件尺寸及邊緣缺陷的(de)測量，飲料液位及雜(zá)質檢測、手機屏漏光(guāng)檢測，印刷海報缺陷檢測，塑料膜邊緣接縫檢測等。

 

6、點光(guāng)源

高(gāo)亮LED，體積小，發光(guāng)強度高(gāo)；多(duō)用(yòng)在配合遠(yuǎn)心鏡頭使用(yòng)，一種非直接同軸光(guāng)源，檢測視野較小。應用(yòng)：手機内屏隐形電路檢測，MARK點定位，玻璃表面劃痕檢測，液晶玻璃底基校正檢測等

 

7、線光(guāng)源

高(gāo)亮LED排布，采用(yòng)導光(guāng)柱聚光(guāng)，光(guāng)線呈一條亮帶，通(tōng)常用(yòng)于線陣相機，采用(yòng)側向照(zhào)射或底部照(zhào)射，線光(guāng)源也(yě)可(kě)以不使用(yòng)聚光(guāng)透鏡讓光(guāng)線發散，增加照(zhào)射面積也(yě)可(kě)在前段添加分(fēn)光(guāng)鏡，轉變爲同軸線光(guāng)源。應用(yòng)：液晶屏表面灰塵檢測，玻璃劃痕及内部裂紋檢測，布匹紡織均勻檢測等。

 

針對(duì)具體的(de)應用(yòng)，從衆多(duō)的(de)方案中選擇一個(gè)最好的(de)照(zhào)明(míng)系統是整個(gè)圖像處理(lǐ)系統穩定工作的(de)關鍵。遺憾的(de)是，沒有一個(gè)通(tōng)用(yòng)的(de)照(zhào)明(míng)系統能夠适應各種場(chǎng)合。但由于LED光(guāng)源多(duō)形狀及多(duō)顔色等特點，我們還(hái)是找到一些挑選視覺光(guāng)源的(de)方法，主要方法有以下(xià)兩種：

1、觀察試驗法(Look and Experiment-最常用(yòng)的(de))嘗試著(zhe)用(yòng)不同類型的(de)光(guāng)源在不同的(de)位置照(zhào)射物(wù)體，然後通(tōng)過相機觀察圖像；

2、科學分(fēn)析法(Scientific Analysis-最有效的(de))分(fēn)析成像的(de)環境，推薦最好的(de)解決方法。

 

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