机器视觉光源的种类、特点、性能及其选择.docx

1.机器视觉光源的种类 ,0IKIA Q z b. P 光源是影响机器视觉系统输入的重要因素，因为它直接影响输入数据的质量和至少的应用效果。由于没有通用的机器视觉照明设备，所以针对每个特定的应用实例，要选择相应的照明装置，以达到最佳效果。许多工业用的机器视觉系统用可见光作为光源，这主要是因为可见光容易获得，价格低，并且便于操作。常用的几种可见光源是白帜灯、日光灯、水银灯和钠光灯。但是，这些光源的一个最大缺点是光能不能保持稳定。以日光灯为例，在使用的第一个小时内，光能将下降，随着使用时间的增加，光能将不断下降。因此，如何使光能在一定的程度上保持稳定，是实用化过程中急需要解决的问题。另一个方面，环境光将改变这些光源照射到物体上的总光能，使输出的图像数据存在噪声，一般采用加防护屏的方法，减少环境光的影响。由于存在上述问题，在现今的工业应用中，对于某些要求高的检测任务，常采用射线、超声波等不可见光作为光源。 但是在一般的应用中，LED机器视觉光源逐渐成为主角。 =jcdn!M mtEE,O!+ 2.LED机器视觉光源特点 V0pwG3 WZg:Khw LED光源有以下几个特点：1、使用寿命长，一万到三万小时左右。2、LED光源是由很多个LED颗粒摆列组成，可以组成不同形状不同角度的光源。3、LED颗粒有不同的颜色不同的波长，用户可以根据检测对象的特征选用不同波长的光源，以突出检测特征从而达到理想的效果。4、稳定性好。LED光源相对其他光源来说，稳定性大大增强，更加有利于为系统提供高品质的图像。 %;,D:Tv=& 1 不论是何种的照明方式，目的就只有一个：提高光源的寿命并为图像采集机构提供稳定的高对比度的图像。 zqAK|jbL 1EMYQ 4.LED光源的性能 ,*.C T8YqCTEA.fV v F Lj .对比度 h B7 I/7B|yX .亮度 U=za1Ga jZp BNL 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 。亮度不够时，环境光对系统的影响就会很大，一个良好的光源的亮度必须远远大于环境光（比如灯光，阳光等），这样就保证环境光变化时对系统的影响不大，能保证系统的稳定性。 e,I-umLQs 3xBI:Q .均匀性 6.1EK0 u 9Eh; 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 。均匀性良好的光源，能保证工件的检测部分的图像灰度级别基本一致，这样更加有利于软件分析，降低误判的风险。 LnZz= f!d8 V .寿命 f%*-PW* LtcrT(Ic 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，当亮度衰减到一定程度时，为了系统的稳定性就得更换光源。因此光源的寿命与光源的工作温度和光源本身的温度有很大的关系。散热设计是光源设计的一个重要的内容之一。 $if(8 1; L!g*!E 5.如何选用光源 IG +nrTY0 +cy(Vp .波长 1aYO:ZPy |c8p) 既然光源的主要工作是为图像采集机构提供稳定的高对比度的图像。因此如何依靠光源增强被检测部分的图像对比度是我们的主要工作。一般来说，光源的选用原则是：使用相同颜色的光或相近颜色的光源照射可以使被照射部分变亮； 使用相反颜色的光或相近颜色的光源照射可以使被照射部分变暗。其理论依据就是，光源的波长和检测物体的波长越相近时，光源就越能增强物体图像的对比度。 xNxIqqk XA9$n_| bw 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。 X+ iAB -ENKr .形状 mPe/ u# =N8 一般而言，什么形状的物体选用什么形状的光源。可以遵循以下原则：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)；