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机器视觉光源设计涉及到的五个重要因素
发布时间:2019-04-30

在机器视觉系统中,机器视觉光源起着至关重要的作用,不同的要求需要不同的光源解决方案,如果光源的选型不准的话,会直接影响测量的精度、效率、增加系统的错误率,甚至关系到项目的成败,光源选择就成为了比较棘手的问题,那么简单有效的方式就是进行现场试验,从而选择到合适的光源,维视图像根据多年的系统集成经验,在北京、西安、上海、深圳等地方建立了光源选型实验室,为广大用户提供便利条件,在选择光源之前了解光照技术中机器视觉光源的特性是重要的,今天我们从光源的设计主要涉及到五个重要因素来初步了解一些光源的知识:

1、方向:选择不同的光源,控制和调节照射到物体上的入射光的方向是机器视觉系统设计的基本的参数。它取决于光源的类型和相对于物体放置的位置。一般来说有二种基本的方式,其它的方式都是从这二种方法中延伸出来的.如图(1)。

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;

散射光:入射光来自多个方向,甚至于其它的方向,它不会投射出明显的阴影。

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2、光谱:光是由单一的或多种成份的光谱组成的,例如日光的光谱就是由从红外到紫外的所有光谱组成的,人眼能感觉的光谱范围在380nm至780nm之间,即从红色780nm到紫色380nm。见图(2)。

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光的颜色,取决于光源所产生的光的类型,以及覆盖在机器视觉光源工业摄像机镜头上的光学滤色镜。

3、偏振性:(Polarization)又称极化光,是光波的一种特性,光在传播时和电磁波一样是震荡的,一般的光波的震荡方向是不定的,而极化光的震荡方向处在一个确定的平面上,例如线性极化光的振荡轴与传播方向垂直。光波的这种定向性,在镜面式的反射光中保留了这种偏振性,而漫散式的反射光则丢失了。这样就可以使用光线的偏振性使镜面眩光掠过摄像机镜头,来消除镜面反射光的影响。

4、强度:光照的强度会影响摄像机的曝光,光线不足则意味着低对比度,就要加大放大倍数,就可能同时将噪音放大,也可能会使镜头的光圈加大,但景深减小了,增加了散热的可能?反过来,强度过大会浪费能量,并带来散热的问题。

5、均匀性:在机器视觉应用中,都会要求均匀的光照,因为光源随着距离的增加和照射角的偏离,其照射强度减小,所以在对大面积物体照明时,会带来较大的问题,有时只能做到视场的中心位置保持均匀。

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光源的种类非常多,它们的划分方式也很多,从发光器件本身可以分为卤素灯、荧光灯、LED灯、氙灯等等;根据灯的几何形状可以分为环形、方形、穹形、长条形等等;根据发光的特性可以分为点光源、线光源、面光源等;根据照射的角度又可以分为直射、间接、掠射、同轴、平行等方式,比如:AFT-RD120、AFT-RL12068、AFT-RC90在抑制反光,提高可靠照明,解决复杂应用环境项目中得到了很广泛的应用,尤其是近几年利用远心光学系统技术研发的远心平行光源BT-TCL系列产品更是在玻璃瓶检测等高精密、高透明度、高要求的系统中大放异彩。

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目前一个明显的发展趋势发光二极管是LED(Light Emitting Diode)光源的采用。LED光源的主要颜色分为红、蓝、绿和白四种,尚有橙色、红外、紫外等品种,其中,红色是常用的。它的优点是发光效率高、响应速度快、体积小、发热小、功耗低、发光稳定、寿命长、易于组成不同形状的光源等等。

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