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机器视觉光源的基础及如何选型

2020-11-20 00:00:00

一套完好的视觉检测体系首要包含图画收集部分和图画剖析部分,而图画收集部分首要有工业相机、工业镜头以及机器视觉光源承当,今天咱们首要介绍机器视觉光源的相关基础知识及选型技巧。首要咱们需求了解,机器视觉中的光源起到哪些作用:


1、照亮方针,进步亮度;


2、构成有利于图画处理的成像作用,下降体系的复杂性和对图画处理算法的要求;

视觉光源

3、克服环境光干扰,确保图画稳定性,进步体系的精度、功率;


通过恰当的光源照明设计,能够使图画中的方针信息与布景信息得到最佳别离,这样不只大大下降图画处理的算法难度,同时进步体系的精度和可靠性,但十分惋惜,现在没有一个通用的机器视觉照明体系,能够应对不同的检测要求,因此针对每个特定的案例,都需求设计习惯的照明装置,以到达最佳作用,而不合适的照明,则会引起许多问题,机器视觉光源如此重要,却往往被许多人忽视。


现在机器视觉光源首要选用LED(发光二极管),因为其形状自由度高,运用寿命长、呼应速度快、单色性好、颜色多样、归纳性价比高等特色在行业内广泛使用:


一、形状自由度


一个LED光源是由许多单个LED组合而成的,因而跟其他光源相比,可做成更多的形状,更容易针对用户的状况,设计光源的形状和尺度。


二、运用寿命长


为了使图画处理单元得到精确的,重复性好的丈量结果,照明体系有必要确保相当长的时刻内能够供给稳定的图画输入。LED光源在连续作业10,000到30,000小时后,亮度衰减,但远比其他型式的光源作用好。此外,用操控体系使其间断作业,可抑制发光管发热,寿命也将延长一倍。


三、呼应速度快


LED发光管呼应时刻很短,呼应时刻的真正含义是能按要求确保多个光源之间或一个光源不同区域之间的作业切换,选用专用操控器给LED光源供电时,到达最大照度的时刻小于10s


四、颜色多样


除了光源的形状以外,得到稳定图画输入的另一方面就是挑选光源的颜色。乃至相同形状的光源,因为颜色的不同得到的图画也会有很大的差别。实际上,怎么使用光源颜色的技能特性得到最佳对比度的图画作用一直是光源开发的首要方向。


五、归纳性运营成本低


选用低廉而性能没有确保的产品,初次出资的节省很快会被日常的维护、维修费用抵消。其他光源不只耗电是LED光源的2-10倍,而且几乎每月就要替换,浪费了维修工程师许多宝贵的时刻。而且投入运用的光源越多,在器材替换和人工方面的花费就越大,因此选用寿命长的LED光源从长远看是很经济的。


机器视觉照明技能基础知识:


1)照耀方法


挑选不同的光源,操控和调理照耀到物体上的入射光的方向是机器视觉体系设计的最基本的参数,它取决于光源的类型和相对于物体放置的方位,一般来说有二种最基本的方法:直射光和漫射光,一切其它的方法都是从这二种方法中延伸出来的。




直射光:入射光基本上来自一个方向,射角小,它能投射出物体阴影;


漫射光:入射光来自多个方向,乃至于一切的方向,它不会投射出明显的阴影。


2)反射方法


物体反射光线有两种不同的反射特性:直反射和漫反射




直反射:光线的反射角等于入射角。直反射有时用途很大,有时又或许产生极强的眩耀。在大多数状况应避免镜面反射。


漫反散:照耀到物体上的光从各个方向漫散出去。在大多数实际状况下,漫散光在某个视点范围内构成,并取决于入射光的视点。


3)颜色


光谱中很大的一部分电磁波谱是人眼可见的,在这个波长范围内的电磁辐射被称作可见光,范围在400nm至760nm之间(有的人能够观测到380nm-780nm),即从紫色380nm到赤色780nm。




色环就是在可见光光谱中的颜色进行排序,构成赤色连接到另一端的紫色,机器视觉种使用到色环一般包含6种不同的颜色,分为两大类:暖色和冷色,暖色由赤色彩构成,冷色来自于蓝色彩,一般用相反色温的光线照耀,图画能够到达最高级别的对比度,相同色温的光线照耀,能够有效滤除,因此灵敏使用色温特性,对咱们挑选光源很有帮助。




4)明视场和暗视场


明视场是最常用的照明计划,选用正面直射光照耀构成,而暗视场首要由低视点或背光照明构成,对于不同项目检测需求,挑选不同类型的照明方法,一般来说暗视场会使布景出现漆黑,而被检物体则出现亮堂。




5)光源分类


现在首要有以下会集分类方法:


a)颜色


常用光源颜色会集在可见光范围,首要有白光(复合光)、赤色、蓝色、绿色,另外红外光也比较普及,而紫外光因为各种原因,使用较少;


b)外形


各厂家会根据不同光源外形特性进行分类,也是现在的主流分类,比方环形光源、环形低视点光源、条形光源、圆顶光源(碗光源/穹顶光源)、面光源等;


c)作业原理/特性


不同的使用方法或者原理进行分类,首要有无影光源、同轴光源、点光源、线光源、背光源、组合光源以及结构光源等。


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