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專注于機(jī)器視覺、AI人工智能、激光、視覺檢測(cè)設(shè)備！
專注于機(jī)器視覺、AI人工智能、激光、視覺檢測(cè)設(shè)備！
2020-05-13 08:48:19 責(zé)任編輯： 瑞智光電 0
機(jī)器視覺系統(tǒng)的核心是圖像的采集和處理，圖像本身的成像質(zhì)量對(duì)整個(gè)視覺系統(tǒng)極為關(guān)鍵。光學(xué)光源則是影響機(jī)器視覺系統(tǒng)成像質(zhì)量的重要因素，好多光源和照明效果對(duì)視覺判斷影響是很大的。機(jī)器視覺光源是機(jī)器視覺系統(tǒng)極為關(guān)鍵的部分之一，直接影響圖片質(zhì)量的好壞，關(guān)系到系統(tǒng)的成敗，其重要性無論如何強(qiáng)調(diào)都不過分。
好的光源能夠使你需要尋找的特征非常明顯，除了是攝像頭能夠拍攝到部件外，好的光源應(yīng)該能夠產(chǎn)生最大的對(duì)比度、亮度足夠且對(duì)部件的位置變化不敏感。光源選擇好了，剩下來的工作就容易多了。既然機(jī)器視覺光源在機(jī)器視覺系統(tǒng)中這么重要，那么接下來我們就來詳情地了解一下機(jī)器視覺光源！
一、機(jī)器視覺光源選型基本要素
1、對(duì)比度：對(duì)比度對(duì)機(jī)器視覺來說非常重要。機(jī)器視覺應(yīng)用的照明的最重要的任務(wù)就是使需要被觀察的特征與需要被忽略的圖像特征之間產(chǎn)生最大的對(duì)比度，從而易于特征的區(qū)分。對(duì)比度定義為在特征與其周圍的區(qū)域之間有足夠的灰度量區(qū)別。好的照明應(yīng)該能夠保證需要檢測(cè)的特征突出于其他背景。
2、亮度：當(dāng)選擇兩種光源的時(shí)候，最佳的選擇是選擇更亮的那個(gè)。當(dāng)光源不夠亮?xí)r，可能有三種不好的情況會(huì)出現(xiàn)。第一，相機(jī)的信噪比不夠；由于光源的亮度不夠，圖像的對(duì)比度必然不夠，在圖像上出現(xiàn)噪聲的可能性也隨即增大。其次，光源的亮度不夠，必然要加大光圈，從而減小了景深。另外，當(dāng)光源的亮度不夠的時(shí)候，自然光等隨機(jī)光對(duì)系統(tǒng)的影響會(huì)最大。
3、魯棒性：是看光源是否對(duì)部件的位置敏感度最小。當(dāng)光源放置在攝像頭視野的不同區(qū)域或不同角度時(shí)，結(jié)果圖像應(yīng)該不會(huì)隨之變化。方向性很強(qiáng)的光源，增大了對(duì)高亮區(qū)域的鏡面反射發(fā)生的可能性，這不利于后面的特征提取。
1、照明目標(biāo)，提高目標(biāo)亮度；
2、形成最有利于圖像處理的成像效果；
3、克服壞境光的干擾，保證圖像的穩(wěn)定性；
4、用作測(cè)量的工具和參照；
5、降低系統(tǒng)設(shè)計(jì)的復(fù)雜度；
6、突出測(cè)量特征，簡(jiǎn)化圖像處理算法；
7、提高視覺系統(tǒng)的定位、測(cè)量、識(shí)別精度，以及系統(tǒng)的運(yùn)行速度。
機(jī)器視覺LED光源按形狀通常可分為以下幾類:
1、條形光源
條形光源是較大方形結(jié)構(gòu)被測(cè)物的首選光源，顏色可根據(jù)需求搭配，自由組合，照射角度與安裝隨意可調(diào)。
（1）條形光源的特點(diǎn)：
a、LED均成直線或其組合排列，照度高，光源指向性強(qiáng)，照明效果也符合直線型規(guī)律或其疊加。
b、采用特殊光學(xué)透鏡，有效改變LED照射角度。
c、采用標(biāo)準(zhǔn)模具成型、拼接安裝，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。
d、可選漫射版導(dǎo)光，光線均勻。
e、尺寸、顏色可以根據(jù)實(shí)際需求定制。
（2）條形光源應(yīng)用領(lǐng)域：
a、可用于電子元件識(shí)別與缺陷檢測(cè)；
b、文字、形狀識(shí)別等；
c、金屬表面檢查；
d、圖像掃描；
e、表面裂縫檢測(cè)；
d、LCD面板檢測(cè)等。
2、環(huán)形光源
環(huán)形光源分為垂直照射環(huán)形光源，角度照射環(huán)形光源，低角度環(huán)形光源，無影環(huán)形光源。
（1）環(huán)形光源的特點(diǎn)：
環(huán)形光源提供不同照射角度、不同顏色組合，更能突出物體的三維信息；高密度LED陣列，高亮度；多種緊湊設(shè)計(jì)，節(jié)省安裝空間；解決對(duì)角照射陰影問題；可選配漫射板導(dǎo)光，光線均勻擴(kuò)散。
A、垂直照射環(huán)形光源的特點(diǎn)：
a、用高亮度LED高密度安裝，提供紅、綠、藍(lán)、白、紅外、紫外等顏色；
b、照明面積較大，光照均勻性好，適用于較大面積照明；
c、可用于底基和線路板定位、晶片部件的檢查等。
B、角度照射環(huán)形光源的特點(diǎn)：
a、用超高亮度LED高密度安裝，提供紅、綠、藍(lán)、白、紅外、紫外等顏色；
b、在一定工作距離下，光束集中亮度高，均勻性好，照射面積相對(duì)較小；
c、用于塑膠容器檢查、工件螺孔定位、標(biāo)簽檢測(cè)、管腳、集成電路印子檢測(cè)等類似用途。
C、低角度環(huán)形光源的特點(diǎn)：
a、用超高亮度LED進(jìn)行水平照射，提供紅、綠、藍(lán)、白、紅外、紫外等顏色；
b、低角度照射光照明對(duì)表面凹凸表現(xiàn)力強(qiáng)，特別適用于晶片或者玻璃底基上的傷痕檢測(cè)，刻印文字的讀取、工件邊緣輪廓抽取、劃痕檢測(cè)等。
D、無影環(huán)形光源的特點(diǎn)：
a、使用超高亮度LED進(jìn)行光線垂直照射，提供紅、綠、藍(lán)、白、紅外、紫外等顏色；
b、漫反射二次光源，光照均勻，無影效果，對(duì)鏡面反射體如晶片或玻璃基底上的傷痕檢測(cè)，金屬表面檢測(cè)效果突出。
（2）環(huán)形光源應(yīng)用領(lǐng)域：
a、PCB基板檢測(cè)；
b、IC元件檢測(cè)；
c、顯微鏡照明；
d、液晶校正；
e、塑膠容器檢測(cè)；
f、集成電路印字檢查；
g、毫米級(jí)小型透明貼片檢測(cè)。
3、背光源
用高密度LED陣列面提供高強(qiáng)度背光照明，能突出物體的外形輪廓特征，尤其適合作為顯微鏡的載物臺(tái)。紅白兩用背光源、紅藍(lán)多用背光源，能調(diào)配出不同顏色，滿足不同被測(cè)物多色要求。
（1）背光源的特點(diǎn)：
a、使用超高亮度LED進(jìn)行正面垂直照射，提供紅、綠、藍(lán)、白、紅外、紫外等顏色；
b、經(jīng)過特殊導(dǎo)光材料優(yōu)化光路，平行性好；
c、適合外觀檢測(cè)，或者尺寸測(cè)量；
d、可安裝于底部背光源和側(cè)部背光源表面；
（2）背光源應(yīng)用領(lǐng)域：
a、機(jī)械零件尺寸的測(cè)量；
b、電子元件、IC的外型檢測(cè)；
c、膠片污點(diǎn)檢測(cè)；
d、透明物體劃痕檢測(cè)等。
4、同軸光源
同軸光源可以消除物體表面不平整引起的陰影，從而減少干擾；部分采用分光鏡設(shè)計(jì)，減少光損失，提高成像清晰度，均勻照射物體表面。
（1）同軸光源的特點(diǎn)：
a、采用特殊照明設(shè)計(jì)，達(dá)到高均勻性；
b、特殊導(dǎo)熱材料，散熱好，穩(wěn)定性高；
c、使用分鏡頭，提供優(yōu)質(zhì)光學(xué)效果；
d、廣泛用于半導(dǎo)體、PCB板、以及金屬零件的表面成像檢測(cè)，具有很好的均勻性，對(duì)光潔表面上的異常特征成像突出，表現(xiàn)力好。
（2）同軸光源應(yīng)用領(lǐng)域:
a、同軸光源最適宜用于反射度極高的物體，如金屬、玻璃、膠片、晶片等表面的劃傷檢測(cè)；
b、芯片和硅晶片的破損檢測(cè)；
c、Mark點(diǎn)定位；
d、包裝條碼識(shí)別。
5、點(diǎn)光源
大功率LED，體積小，發(fā)光強(qiáng)度高；光纖鹵素?zé)舻奶娲罚绕溥m合作為鏡頭的同軸光源等；高效散熱裝置，大大提高光源的使用壽命。
（1）點(diǎn)光源的特點(diǎn)：
a、使用大功率LED，顏色可選，體積小，發(fā)光強(qiáng)度高；
b、可組合使用做重點(diǎn)照明或者補(bǔ)光照明；
c、光釬鹵素?zé)舻奶娲罚膳浜贤S鏡頭代替同軸光使用。
（2）點(diǎn)光源應(yīng)用領(lǐng)域:
適合遠(yuǎn)心鏡頭使用，用于芯片檢測(cè)，Mark點(diǎn)定位，晶片及液晶玻璃底基校正。
6、AOI專用光源
（1）AOI專用光源的特點(diǎn)：
a、不同角度的三色光照明，照射凸顯焊錫三維信息；
b、外加漫射板導(dǎo)光，減少反光；
c、不同角度組合。
（2）AOI專用光源應(yīng)用領(lǐng)域:
用于電路板焊錫檢測(cè)。
7、球積分光源
（1）球積分光源的特點(diǎn)：
具有積分效果的半球面內(nèi)壁，均勻反射從底部360度發(fā)射出的光線，使整個(gè)圖像的照度十分均勻。
（2）球積分光源應(yīng)用領(lǐng)域:
適合于曲面，表面凹凸，弧形表面檢測(cè)，或金屬、玻璃表面反光較強(qiáng)的物體表面檢測(cè)。
8、線形光源
（1）線形光源的特點(diǎn)：
超高亮度，采用柱面透鏡聚光，適用于各種流水線連續(xù)檢測(cè)場(chǎng)合。
（2）線形光源應(yīng)用領(lǐng)域:
用于帶狀薄膜，包裝物，LCD的缺陷檢測(cè)，金屬板的傷痕和變色的檢測(cè)，液晶元件的檢測(cè)。
9、組合條形光源
（1）組合條形光源的特點(diǎn)：
四邊配置條形光，每邊照明獨(dú)立可控;可根據(jù)被測(cè)物要求調(diào)整所需照明角度，適用性廣。
（2）組合條形光源應(yīng)用領(lǐng)域:
CB基板檢測(cè)，IC元件檢測(cè)，焊錫檢查，Mark點(diǎn)定位，顯微鏡照明，包裝條碼照明，球形物體照明等。
10、對(duì)位光源
（1）對(duì)位光源的特點(diǎn)：
a、對(duì)位速度快；
b、視場(chǎng)大；
c、精度高；
d、體積小，便于檢測(cè)集成；
e、亮度高，可選配輔助環(huán)形光源。
（2）對(duì)位光源應(yīng)用領(lǐng)域:
對(duì)位光源是全自動(dòng)電路板印刷機(jī)對(duì)位的專用光源。
