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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 光源选型背景：机器视觉光源是构建机器视觉系统首要考虑的因素,机器视觉检测项目起到事半功倍的作用；一个合适的视觉光源能够对整个目的： 为了使视觉检测过程变得更加的便利,成效更加的明显,效率更加的高,才有了光源的选型；光源的基本要素：比照度：比照度对机器视觉来说特别重要；机器视觉应用的照明的最重要的任务就是使需要被观看的特点与需要被忽视的图像特点之间产生最大的比照度,从而 易于特点的区分；比照度定义为在特点与其四周的区域之间有足够的灰度量区 别；好的照明应当能够保证需要检测的特点突出于其他背景；亮度：当挑选两种光源的时候, 最正确的挑选是挑选更亮的
2、那个；当光源不 够亮时,可能有三种不好的情形会显现；第一,相机的信噪比不够 ; 由于光源的 亮度不够, 图像的比照度必定不够, 在图像上显现噪声的可能性也立即增大；其 次,光源的亮度不够,必定要加大光圈,从而减小了景深；另外,当光源的亮度 不够的时候,自然光等随机光对系统的影响会最大；鲁棒性：另一个测试好光源的方法是看光源是否对部件的位置敏锐度最小；当光源放置在摄像头视野的不同区域或不同角度时,结果图像应当不会随之变 化；方向性很强的光源, 增大了对高亮区域的镜面反射发生的可能性,这不利于 后面的特点提取； 在许多情形下, 好的光源需要在实际工作中与其在试验室中的 有相同的成效； 好的光源需要
3、能够使你需要查找的特点特别明显,除了是摄像头 能够拍照到部件外, 好的光源应当能够产生最大的比照度、亮度足够且对部件的 位置变化不敏锐；光源挑选好了,剩下来的工作就简洁多了 . 机器视觉应用关怀 的是反射光 除非使用背光 ；物体外表的几何外形、 光泽及颜色打算了光在物体 外表如何反射；机器视觉应用的光源掌握的诀窍归结到一点就是如何掌握光源反 射；如何能够掌握好光源的反射,那么获得的图像就可以掌握了；因此,在机器视觉应用中, 当光源入射到给定物体外表的时候,掌握好光源及其反映；光源可猜测： 当光源入射到物体外表的时候,明白光源最重要的方面就是要光源的反映是可以猜测的； 光源可能被吸取或被反射；
4、光可能被完全吸取 黑金属材料, 外表难以照亮 或者被部分吸取 造成了颜色的变化及亮度的不同 ；不被吸取的光就会被反射, 入射光名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 的角度等于反射光的角度, 这个科学的定律大大简化了机器视觉光源,由于抱负的想定的成效可以通过掌握光源而实现；物体外表：假如光源依据可猜测的方式传播,那么又是什么缘由使机器视觉的光源设计如此的麻烦呢 .使机器视觉照明复杂化的是物体外表的变化造成的；假如全部物体外表是相同的, 在解决实际应用的时候就没有必要采纳不同的光源 技术了；但由于物体外表的不同, 因此需要观
5、看视野中的物体外表,并分析光源 入射的反映；掌握反射：本文前面提到了,假如反射光可以掌握,图像就可以掌握了；这 点再怎么强度也不为过； 因此在涉及机器视觉应用的光源设计时,最重要的原就就是掌握好哪里的光源反射到透镜及反射的程度；机器视觉的光源设计就是对反射的讨论； 在视觉应用中, 当观测一个物体以打算需要什么样的光源的时候,首先需要问自己这样的问题：“ 我如何才能让物体显现.” “ 我如何才能应用光源使必需的光反射到镜头中以获得物体外表 .”影响反射成效的因素有： 光源的位 置,物体外表的纹理,物体外表的几何外形及光源的匀称性；光源的位置：既 然光源依据入射角反射, 因此光源的位置对猎取高比照
6、度的图像很重要；光源的 猜测光源如何 目标是要到达使感爱好的特点与其四周的背景对光源的反射不同；在物体外表反射就可以打算出光源的位置；外表纹理：物体外表可能高度反射 镜面反射 或者高度漫反射； 打算物体是镜面反射仍是漫反射的主要因素是物体外表的光滑度；一个漫反射的外表, 如一张不光滑的纸张, 有着复杂的外表角度, 用显微镜观看的时候显得很光明,这是由于物体外表角度的变化而造成了光源照耀到物体外表而被分散开了；而一张光滑的的纸张有光滑的外表而减小了物体外表的角度；照入射角反射；光源照耀到光源的外表并按外表外形：一个球形外表反射光源的方式与平面物体不近相同；物体外表的外形越复杂, 其外表的光源变化
7、也随之而复杂；对应一个抛光的镜面外表, 光源需要在不同的角度照耀； 从不同角度照耀可以减小光影；光源匀称性： 不匀称的光会造成不匀称的反射；匀称关系到三个方面；第一,对于视野,在摄像头视野范畴部分应当是匀称的； 简洁的说, 图像中暗的区域就是缺少反射光,而亮点就是此处反射太强了； 不匀称的光会使视野范畴内部分区域的光比其他区域多；从而造成物体外表反射不匀称 假设物体外表的对光的反射是相同的 ；匀称的光源会补偿物体外表的角度变化,即使物体外表的几何外形不同, 光名师归纳总结 源在各部分的反射也是匀称的；光源技术的应用：光源技术是设计光源的几何第 2 页,共 8 页- - - - - - -精选学
8、习资料 - - - - - - - - - 及位置以使图像有比照度； 光源会使那些感爱好的并需要机器视觉分析的区域更加突出；通过挑选光源技术, 应当关怀物体使如何被照明及光源是如何反射及散射的；光源的种类：1. 环形光源：应用领域：2. 环形光源：名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 应用领域：3. 条形光源：名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 应用领域：4. 背光源：应用领域：5. 无影光源名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共
9、 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 应用领域：组合条形光源：应用领域：名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 6. 点光源应用领域：光源的挑选要素：谈谈光源挑选的几个要素 : 机器视觉光源的角度低角度光源主要应用于暗视场检测, 也就是被测物体外表大部分反光都不进摄像头,故背景呈黑色, 只有物体高低不平之处的反光进入摄像头,比方金属外表划痕的检测,背景呈黑色,划痕呈白色高角度光源主要应用于明视野照明,头,故背景呈白色,比方物体外表突出特点的检测也就是被测物体外表大部分反光都能进摄像 . 漫反射角度光源主
10、要是应用于外表外形不规章或发光外表的检测, 它会补偿物体外表的角度变化, 获得更匀称的图像. 低角度光源挑选范畴有: 低角度环形光源, 零角度环形光源, 条形光源 , 组合条形光源 , 方形光源高角度代表性光源有: 高角度环形光源,90度环形光源 , 条形光源 , 同轴光源 , 组合条形光源等漫反射代表性光源有 : 环形无影光源 , 圆顶无影光源 , 平面无影光源等机器视觉光源依据照耀方向 , 可分为前向光照明 , 背向光照明 , 结构光照明 , 正向光照明是光源和相机位于被测物体的同一侧,其优点是便于安装 , 主要是表达物体的外表细节特点 , 背向光照明是将被测零件放在光源和相机之间 , 主
11、要是表达物体的轮廓边缘信息 , 其优点是可以获得高比照度的图像 , 结构光照明是将光栅或结构光源投射到被测物上,依据结构光路,确定出三维信息；前向光光源挑选范畴有 : 环形光源 , 无影光源 , 条形光源 , 同轴光源 大部份光源都是前向光照明 背向光照明光源 : 背光源 , 平行背光源 , 同轴光源 , 条形光源 , 高亮平行光源结构光照明 :AOI 光源3. 挑选光源的颜色- 波长越长,穿透力越强；波长越短,扩散性越好；LED机器视觉光源中 , 红色用得最多, 由于红色 LED成本低 , 并且黑白 CCD 芯片对 660nm光线最敏锐；蓝色适合检测物体外表质量,由于波长短；当然,紫外的散射
12、性更好,由于波长更名师归纳总结 短；而白色是中性颜色,适合拍彩色图片, 或着被测物体的颜色在变化的；绿色的亮度很高,第 7 页,共 8 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 且波长和蓝色接近,所以有时可用绿色代替蓝色；红外用于半透亮等的物体检测 . 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 ；富爱其可定制特定波长光源: 如紫外光源 , 红外光源 , 中远红外光源等除了安装空间的限制 , 被检测物即视场的大小是挑选光源尺寸的首要因素 , 一般考虑到整
13、个视场的匀称性及在线检测的偏移量 , 光源能够匀称照耀的范畴要比被检测物视场大 1/3 左右富爱其可定制大尺寸机器视觉光源 , 如超长条形光源 , 大面积背光源 , 同轴光源等当光源不够亮时,可能有三种不好的情形会显现；第一, 相机的信噪比不够；由于光源的亮度不够,图像的比照度必定不够,在图像上显现噪声的可能性也立即增大；其次, 光源的亮度不够,必定要加大光圈,从而减小了景深；另外,当光源的亮度不够的时候,自然光等随机光对系统的影响会最大；特殊是在高速机器视觉检测中, 由于工业相机进光量少, 对光源的亮度就提出了更高的要求.一般高亮度光源的解决方案有: 采纳大功率LED颗粒密集排布 , 加特殊光学透镜, 利用频闪控制器瞬时提高电压来提高亮度. 背光源 , 采纳了特殊的电路和散热设计, 有 3 倍于一般背光源的亮度名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 8 页