如果紙上寫的內容不夠清晰,通??梢靡环N簡單的解決方案:將文字放在一盞燈下。如果我希望看清紙上模糊的輪廓,就需要舉起紙張朝向光源,這樣就可以看得更清楚。換句話說,不同的光源類型和強度可以產生不同效果。
根據我們的統計,機器視覺項目中用到的光源有如下幾種:
環形光源(LQ-HDRmmnn-C):
光出射角度值在0°~90°。0°~45°為低角度環形光源,目前應用案例包括手機金屬外框劃痕檢測、光滑表面的劃痕、破損檢測以達到突顯物體輪廓及劃傷,破損的效果60°~90°光出射角度集中照射被測物表面,突顯物體的表面對不同特性,應用案例有:電感錫面檢測,USB接口網線接口等不同數據接口的pin針檢測,高爾夫球T端面檢測,以及平面噴碼檢測。
條形光源(LQ-HBLmmnn-C)
這款光源的特點為尺寸靈活小巧,可適應不同位置,主要適用于檢測較大方形結構被測物效果明顯。目前應用案例包括裂紋,一維二維碼讀取。注塑件毛邊檢測,高爾夫球Tee文字檢測。
四面可調光源(LQ-SQLmm-C):
四個獨立可調的條形光源,可獨立控制亮度,安裝靈活,高亮度,高精度照明。應用領域:四側引腳扁平封裝的檢查。二維碼讀取,陶瓷包裝表面檢查。
圓頂無影光源(LQ-DMLmm-C):
光線經過球面漫射板反射之后,光滑,均勻的照射在被測物體上,適用于被測物表面起伏不平,反光的物體。應用案例進行曲面,表面凹凸,弧形檢測。金屬,玻璃反光較強的表面檢測。
底部背光源(LQ-HFLmmnn-C):
底部發光的標準背光源可應用于顯微鏡載物臺,突出被測物的外形輪廓并由高密度的LED陣列提供高亮度的背光照明。應用于透明物體的毛邊,污漬,劃痕檢測。
方形無影光源(LQ-PSFmm-C):
適用于矩形和不規則被測物,提供矩形視野。應用案例:電池板斷線檢測,手機貼膜,貼膜位置邊緣校正,一維,二維碼識別。
AOI專用光源(LQ-HRLmmm-RGB):
具有高亮度,均勻性好,空間分辨率高的特點;由三組獨立控制的環形光源以高中低不同角度照射電路板,很好的把電路板上的元件電極、焊盤、焊點等不用傾斜度的特征凸顯出來。應用領域多層次物體檢測,插件焊點檢測,貼裝,焊錫檢測。
點光源(LQ-PTw-C)
采用獨特的聚光效果(導光柱)實現均勻的照射應用利于包括液晶玻璃線路檢測,玻璃表面劃痕檢測,插頭底部字符檢測。
線性光源(LQ-LNSmm-C):
線性光,高強度光照明,目前應用案例:手機外殼表面凹凸點,劃痕,污漬檢測。使用特殊的鏡片使光線達到線性射出,并保持均勻,平滑。
同軸光源(LQ-CXLmm-C:
高強度均勻的光線通過分光鏡后與鏡頭同軸的光線,采用特殊材料抑制反光造成的重影。提高成像清晰度。適用于反光率高的被測面的劃痕,印字檢測。應用案例包括:激光打標字符,二維碼識別,反光率高的物體表面的劃傷檢測。
除了以上10種光源還有平行光源,紫外光源,紅外光源,后續會繼續學習。
了解了光源再談談所使用的控制器,有以下兩種:
數字控制器(LQ-DPW-mVw-XT):
通信控制,可實現持續照應與頻閃照明,并具有自動延時關閉輸出功能(與上位機停止通信超過60s后自動關閉光源輸出,以減少光源性能損耗),并可以選用外部點亮的功能。產品特點:短路保護,亮度256級控制。最大輸出通道8,各通道的亮度獨立控制。觸發速度快延時小于10us。
模擬控制器(LQ-APW-mVw-XT):
無級調節。操作方便,最大4個通道,可長時間持續點亮LED燈,也可選用外部觸發點亮功能??刂破髯畲筝敵鲭妷?V和24V。(光源輸入電壓要與控制器最大輸出電壓匹配,否則可能造成光源損壞)
兩種常見正向打光方式:暗視野,明視野
明視野用直射光來觀察對象。散亂光呈黑色(看反射光和透射光)
暗視野用散亂光來觀察對象。散亂光呈白色(看散亂光)不規則的光線為散亂光
照射光的種類:漫射光,直射光,偏光光,平行光
漫射光:(擴散光)各種角度混合起來的光,日常生活中用到的基本是擴散光
直射光:來自一個方向上的光,可以在亮色暗色陰影之間產生相對高的對比圖像
偏光光:在垂直于傳播方向的平面內,光矢量延著某一固定方向振動的光(通常是利用偏光板片來防止特定方向的反射。
平行光:照射角度一致的光,太陽光就是平行光。發光角度越窄的LED直射光越接近平行光。
在可用自然光線不足或光的成分不適合時,需要應用外部(額外)人工光源,這是常見情況。在優化光源方面進行投資可以削減編程和圖像分析成本。而且,光源系統的選擇精心與否,會直接影響圖像質量的好壞,進而影響圖像處理系統的效果。
雖然在光源應用領域有很多不同的光源類型和技術,但是不用焦慮:80%的應用采用以下三個解決方案之一即可達到理想效果:
環形光
條形光(包括射燈)
背光
LED是光源工程市場上明顯的發展趨勢。相比鹵素燈和熒光燈等其他選擇,LED更便宜、更高效。
如何為您的應用找到合適的光源?
為系統選擇合適的光源,這個過程很容易。首先,必須確定需要顯示物體的哪些特征。它是由什么材料制成的?是否反射或吸收光?采用什么樣的結構、幾何形狀和顏色?另外,物體的運動情況、環境光條件和對象的距離也會影響光源的選擇。一旦確定了這些因素,選擇光源類型就變得比較容易,或者說,它至少大大縮小了選擇范圍。
下面通過幾個例子說明物體特征對于光源選擇的影響。
■調整光源照射角度以達到不同展示效果
如果希望只使用一個視覺系統來標識劃痕,那么建議使用側面光。劃痕從相機方向反射入射光線,會使得劃痕顯得很明亮,可以清晰得看清劃痕。相反,如果不希望看到劃痕,而是想隱藏它們,那么就需要從其他角度照亮物體,例如:使用環形光從上方照射,從而防止產生陰影,可以在沒有干擾的情況下突出顏色和打印元素等其他特點。
■不同波長光源搭配以展現不同的視覺效果
如果需要真實的色彩還原,那么就需要在使用彩色相機時搭配白色光源。
在有些可以檢測到顏色特征(例如目標物體上的紅色點)情況下,是不需要色彩還原的。這些特征常常也可以通過黑白相機搭配彩色光源顯示在黑白圖像上。
假設檢驗任務需要將紅色糖果從藍色糖果中分開,那么可使用紅光。紅色糖果完全反射紅光,因此顯得很亮,而藍色糖果主要吸收光,顯得很暗。
特定波長光源的一個好處在于,它還可以使其他情況下無法看到的特定屬性呈現出來。例如,使用紅外線(IR)檢測水果上的壓力點,它會特別有效,能輕松顯示出人眼難以辨別的缺陷。
總結
對于檢測任務來說,適當的光源是任何成功的圖像處理系統的基本要素之一。光源系統的選擇精心與否,對圖像質量的好壞有決定性影響,進而影響系統效果。簡單來說,光源在一定程度上決定了檢測任務能否有效進行。為視覺系統找到合適的光源并不困難。80%的應用適合使用LED環形光、條形光或背光。在許多情況下用戶可以通過輕松修改或優化光源來提高圖像亮度。
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原文標題:詳述機器視覺項目中光源選型
文章出處:【微信號:機器視覺沙龍,微信公眾號:機器視覺沙龍】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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