發布日期：2022-07-14 點擊率：23
一、機器視覺光源的種類
光源是影響機器視覺系統輸入的重要因素，因為它直接影響輸入數據的質量和至少30%的應用效果。由于沒有通用的機器視覺照明設備，所以針對每個特定的應用實例，要選擇相應的照明裝置，以達到最佳效果。許多工業用的機器視覺系統用可見光作為光源，這主要是因為可見光容易獲得，價格低，并且便于操作。常用的幾種可見光源是白幟燈、日光燈、水銀燈和鈉光燈。但是，這些光源的一個最大缺點是光能不能保持穩定。以日光燈為例，在使用的第一個100小時內，光能將下降15%，隨著使用時間的增加，光能將不斷下降。因此，如何使光能在一定的程度上保持穩定，是實用化過程中急需要解決的問題。另一個方面，環境光將改變這些光源照射到物體上的總光能，使輸出的圖像數據存在噪聲，一般采用加防護屏的方法，減少環境光的影響。由于存在上述問題，在現今的工業應用中，對于某些要求高的檢測任務，常采用x射線、超聲波等不可見光作為光源。 但是在一般的應用中，LED機器視覺光源逐漸成為主角。
二、LED機器視覺光源特點
LED光源有以下幾個特點：1、使用壽命長，一萬到三萬小時左右。2、LED光源是由很多個LED顆粒擺列組成，可以組成不同形狀不同角度的光源。3、LED顆粒有不同的顏色不同的波長，用戶可以根據檢測對象的特征選用不同波長的光源，以突出檢測特征從而達到理想的效果。4、穩定性好。LED光源相對其他光源來說，穩定性大大增強，更加有利于為系統提供高品質的圖像。
三、LED光源的照明方式
由光源構成的照明系統按其照射方法可分為：背向照明、前向照明、結構光和頻閃光照明等。
其中，背向照明是被測物放在光源和相機之間，它的優點是能獲得高對比度的圖像，LED面光源和平行光源是這樣使用的，常用來突出產品的輪廓，比如工件的尺寸測量就是使用這種方法。
前向照明是光源和相機位于被測物的同側，這種方式便于安裝，比如條形光源，同軸光源，環形光源，圓頂光源，線光源等都是使用這樣的用法，這是最常用的照明方式。
結構光照明是將光柵或線光源等投射到被測物上，根據它們產生的畸變，解調出被測物的三維信息，這種方式比較少見。
頻閃光照明是將高頻率的光脈沖照射到物體上，要求相機的掃描速度與光源的頻閃速度同步，目前頻閃照明方式一般都用光源的控制器控制光源達到頻閃的功能，頻閃的工作方式可以大大提高光源的亮度和壽命控制工程網版權所有，幾乎所有的LED光源都可以使用頻閃照明方式。
不論是何種的照明方式，目的就只有一個：提高光源的壽命并為圖像采集機構提供穩定的高對比度的圖像。
四、LED光源的性能
在實際運用中， 如何評價一個光源的好壞呢?一般來說，一個合適的光源要從對比度、亮度、均勻性、穩定性、壽命等方面來考慮：
1) 對比度
對比度對機器視覺來說非常重要控制工程網版權所有，對比度只就打光效果而言，這很大程度取決于光源和被檢測產品部位的波長。機器視覺光源最重要的任務就是使需要被觀察的特征與需要被忽略的圖像特征之間產生最大的對比度，從而易于軟件的判斷和區分。
2) 亮度
當選擇兩種光源的時候控制工程網版權所有，最佳的選擇是選擇更亮的那個。光源的亮度不夠，必然要加大光圈，從而減小了景深 。亮度不夠時，環境光對系統的影響就會很大，一個良好的光源的亮度必須遠遠大于環境光(比如燈光，陽光等)，這樣就保證環境光變化時對系統的影響不大，能保證系統的穩定性。
3) 均勻性
均勻性是光源一個很中要的技術參數。均勻性好的光源使系統工作穩定 。均勻性良好的光源，能保證工件的檢測部分的圖像灰度級別基本一致，這樣更加有利于軟件分析，降低誤判的風險。
4) 壽命
光源的亮度不易衰減過快，這樣會影響系統的穩定，增加維護的成本 。發熱量大的燈亮度衰減快，當亮度衰減到一定程度時，為了系統的穩定性就得更換光源。因此光源的壽命與光源的工作溫度和光源本身的溫度有很大的關系。散熱設計是光源設計的一個重要的內容之一。
五、如何選用光源
1)波長
既然光源的主要工作是為圖像采集機構提供穩定的高對比度的圖像。因此如何依靠光源增強被檢測部分的圖像對比度是我們的主要工作。一般來說，光源的選用原則是：使用相同顏色的光或相近顏色的光源照射可以使被照射部分變亮; 使用相反顏色的光或相近顏色的光源照射可以使被照射部分變暗。其理論依據就是，光源的波長和檢測物體的波長越相近時，光源就越能增強物體圖像的對比度。
不同的波長，對物質的穿透力(穿透率)不同，波長越長，對物體的穿透力愈強，波長越短，對物質表面的擴散率愈大。
2)形狀
一般而言ConTROL ENGINEERING China版權所有，什么形狀的物體選用什么形狀的光源。可以遵循以下原則：閃光曲面，考慮用散射圓頂光;閃光，平的，但粗糙的表面，嘗試用同軸散射光; 看表面的形狀，考慮用暗視場(低角度);檢測塑料的時候，嘗試用紫外或紅外光; 需要通過反射的表面看特征，嘗試用低角度線光源(暗視場);單個光源不能有效解決問題時考慮用組合光源;頻閃能夠產生比常亮照明20倍強的光。
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