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机器视觉系统光源选型技巧

发布时间:2018-05-19点击量:6

用一句常说的话来开头:机器视觉是用机器代替人眼来做测量和判断;机器视觉系统主要包含相机、镜头、光源、图像处理系统和执行机构。而光源作为其中重要组成部分,直接关系到系统的成败。

为什么这样说呢,在视觉系统中图像是核心,选择合适的光源能够呈现一幅好的图像,能够简化算法提高系统稳定性,一幅图像如果曝光过度则会隐藏很多重要的信息;出现阴影则会引起边缘误判;图像不均匀则会导致阈值选择困难。因此要保证有较好的图像效果,就必须要选择一个合适的光源。
 

机器视觉涉及行业广泛包含电子、汽车、包装、印刷、食品、医疗等。因而我们面临的检测产品也是多种多样:形状大小不同、颜色材质不一、检测环境和指标各异。面对种类繁多要求各异的检测产品如何选择光源呢,我们先来看一下常见的光源特性。

1.环形光源

LED灯珠排布成环形与圆心轴成一定夹角,有不同照射角度、不同颜色等类型,可以突出物体的三维信息;解决多方向照明阴影问题;图像出现灯影情况可选配漫射板,让光线均匀扩散。应用:螺丝尺寸缺陷检测,IC定位字符检测,电路板焊锡检查,显微镜照明等。
 

2.条形光源

LED灯珠排布成长条形。多用于单边或多边以一定角度照射物体。突出物体的边缘特征,可根据实际情况多条自由组合,照射角度与安装距离随有较好自由度。适用较大结构被测物。应用:电子元件缝隙检测,圆柱体表面缺陷检测,包装盒印刷检测,药水袋轮廓检测等。
 

3.同轴光源

经面光源采用分光镜设计。适用于粗糙程度不同、反光强或不平整的表面区域,检测雕刻图案、裂缝、划伤、低反光与高反光区域分离、消除阴影等。需要注意的是同轴光源经过分光设计有一定的光损失需要考虑亮度,并且不适用于大面积照射。应用:玻璃和塑料膜轮廓和定位检测,IC字符及定位检测,晶片表面杂质和划痕检测等。
 

4.圆顶光源

LED灯珠安装在底部通过半球内壁反射涂层漫反射均匀照射物体。图像整体的照度十分均匀,适用反光较强金属、玻璃、凹凸表面、弧形表面检测。应用:仪表盘刻度检测,金属罐字符喷码检测,芯片金线检测,电子元件印刷检测等。
 

5.背光源

LED灯珠排布成一个面(底面发光)或者从光源四周排布一圈(侧面发光)。常用于突出物体的外形轮廓特征,适用于大面积照射,背光一般放置于物体底部需要考虑机构是否适合安装,在较高的检测精度下可以加强出光平行性来提升检测精度。应用:机械零件尺寸及边缘缺陷的测量,饮料液位及杂质检测、手机屏漏光检测,印刷海报缺陷检测,塑料膜边缘接缝检测等。
 

6.点光源

高亮LED,体积小,发光强度高;多用在配合远心镜头使用,一种非直接同轴光源,检测视野较小。应用:手机内屏隐形电路检测,MARK点定位,玻璃表面划痕检测,液晶玻璃底基校正检测等
 

7.线光源:

高亮LED排布,采用导光柱聚光,光线呈一条亮带,通常用于线阵相机,采用侧向照射或底部照射,线光源也可以不使用聚光透镜让光线发散,增加照射面积也可在前段添加分光镜,转变为同轴线光源。应用:液晶屏表面灰尘检测,玻璃划痕及内部裂纹检测,布匹纺织均匀检测等。

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