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常见问题

光源选型知识点

来源:发布时间:2016/8/4 14:34:40

 

A. 如何评价一个光源的好坏?  

1) 对比度  

对比度对机器视觉来说非常重要?;魇泳跤τ玫恼彰鞯淖钪匾娜挝窬褪鞘剐枰还鄄斓奶卣饔胄枰缓雎缘耐枷裉卣髦洳畲蟮亩员榷?,从而易于特征的区分。对比度定义为在特征与其周围的区域之间有足够的灰度量区别。好的照明应该能够保证需要检测的特征突出于其他背景。  

2) 鲁棒性  

鲁棒性就是对环境有一个好的适应。好的光源需要在实际工作中与其在实验室中的有相同的效果 。  

3) 亮度  

当选择两种光源的时候,最佳的选择是选择更亮的那个。光源的亮度不够,必然要加大光圈,从而减小了景深 。  

4) 均匀性  

均匀性是光源一个很中要的技术参数。均匀性好的光源使系统工作稳定 。  

5) 可维护性  

可维护性主要指光源易于安装,易于更换 。  

6) 寿命及发热量  

光源的亮度不易衰减过快,这样会影响系统的稳定,增加维护的成本 。发热量大的灯亮度衰减快,光源的寿命也会受到很大影响。  

   

B.如何依靠光源增强图像对比度?  

使用相同颜色的光或相近颜色的光源照射可以使被照射部分变亮;    

使用相反颜色的光或相近颜色的光源照射可以使被照射部分变暗。  

不同的波长,对物质的穿透力(穿透率)不同,波长越长,对物体的穿透力愈强,波长越短,对物质表面的扩散率愈大。  

   

C. 选光源的一些技巧  

?  需要前景与背景更大的对比度,可以考虑用黑白相机与彩色光源   

?  环境光的问题,尝试用单色光源,配一个滤镜  

?  闪光曲面,考虑用散射圆顶光  

?  闪光,平的,但粗糙的表面,尝试用同轴散射光  

?  看表面的形状,考虑用暗视场(低角度)  

?  检测塑料的时候,尝试用紫外或红外光  

?  需要通过反射的表面看特征,尝试用低角度线光源(暗视场)  

?  单个光源不能有效解决问题时考虑用组合光源  

?  频闪能够产生比常亮照明20倍强的光 

1.        选择光源的角度  

根据期望的图像效果,选择不同入射角度的光源。高角度照射,图像整体较亮,适合表面不反光物体;低角度照射,图像背景为黑,特征为白,可以突出被测物轮廓及表面凹凸变化;多角度照射,图像整体效果较柔和,适合曲面物体检测;背光照射,图像效果为黑白分明的被测物轮廓,常用于尺寸测量;同轴光照射,图像效果为明亮背景上的黑色特征,用于反光厉害的平面物体检测。不同角度光源的示意图如下:   

1.  选择光源的颜色  

考虑光源颜色和背景颜色,使用与被测物同色系的光会使图像变亮(如:红光使红色物体更亮);使用与被测物相反色系的光会使图像变暗(如:红光使蓝色物体更暗)。  



不同颜色光源效果示例:




 彩****

 红光效果

 绿光效果

 蓝光效果

 

 

 

 

 一、使用互补色进行检测

    所谓互补色是色环中正好相对的颜色,如下图所示。使用互补色光线照射物体时,物体呈现的颜色将接近黑色,使得工件与背景之间差异明显,可获得精确的检测结果。

    色轮 
 视觉光源

    例:检测纸板箱中红色糖果包装纸中否存在糖果,下图为选用不同颜色的LED视觉光源得到的图像对比度的比较。 
 视觉系统光源

    使用白色LED                                           使用红色LED                  使用蓝色LED 
视觉光源控制器

    从图中可以看出,使用白色LED视觉光源时整个图像的亮度均匀一致,工件与背景之间几乎没有差异;使用红色LED光源时红色的工件显得更明亮,但差异仍然不够;使用蓝色LED光源时红色目标呈黑色,效果最优,可以得到稳定的检测结果。

    二、使用波长进行检测 

    不同波长的光线呈现不同的颜色。波长决定特定颜色的特征,如容易透射(红光 - 波长较长)、容易散射(蓝光 - 波长较短)。
 机器视觉LED光源

    下面的图像比较透过透明薄膜获取输送带中芯片上的印刷图案。从图中可以看出使用红色照明获得的对比度高于使用蓝色照明,因为前者透过性更好(散射率更低)。在红色照明下印刷图案与芯片间的差异透过薄膜清晰呈现。

    彩色相机图像白色照明             彩色照机图像红色照明        彩色相机图像蓝色照明

    灰色照相机图像红色照明                      灰色照相机图像蓝色照明
 机器视觉照明光源

 

波长越长,穿透能力越强;波长越短,扩散能力越强。红外的穿透能力强,适合检测透光性差的物体,如棕色口服液杂质检测。紫外对表面的细微特征敏感,适合检测对比不够明显的地方,如食用油瓶上的文字检测。      

         

1.        选择光源的形状和尺寸  

主要分为圆形、方形和条形。通常情况下选用与被测物体形状相同的光源,最终光源形状以测试效果为准。光源的尺寸选择,要求保障整个视野内光线均匀,略大于视野为佳。                               

                        

2.        选择是否用漫射光源  

如被测物体表面反光,最好选用漫反射光源。多角度的漫射照明使得被测物表面整体亮度均匀,图像背景柔和,检测特征不受背景干扰。 


 


 

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