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机器视觉光源基础及选型(三)

发布时间:2017-05-25 | 阅读次数:1943

之前两篇文章已经介绍过机器视觉光源相关技术参数以及光源的主要分类,今天维视小编将介绍面对检测项目时,我们该如何选择视觉光源,搭建最适合的光学系统。

针对具体的应用,从众多的方案中选择一个最好的照明系统是整个图像处理系统稳定工作的关键。遗憾的是,没有一个通用的照明系统能够适应各种场合。但由于LED光源多形状及多颜色等特点,我们还是找到一些挑选视觉光源的方法,主要方法有以下两种:

1. 观察试验法(Look and Experiment-最常用的)

尝试着用不同类型的光源在不同的位置照射物体,然后通过相机观察图像

2. 科学分析法(Scientific Analysis-最有效的)

分析成像的环境,推荐最好的解决方法。

观察试验法

一、准备工作

1、测试样品要丰富,要有不同种类的完好样品及问题样品,尽可能的让样品出现所有的问题,特别是要有最难检测实际有问题的样品。

2、有多款备用测试光源,LED光源常见的几大类,以及不同的颜色都要有。

二、环境要求分析

1、从客户那里了解对系统结构及运行的要求,确定工业相机、光源、被测物的空间结构关系。确定的参数有:视场(FOV),工作距离(WD);

2、空间结构有: 直射,侧射,背部照射:

直射结构的光源—部分环形光源,同轴光源,圆顶光源;

侧射结构的光源—部分环形光源,条形光源,线光源,点光源;

背部照射—方形背光源,条形背光源。

三、物体表面纹理及颜色分析

1、物体表面是曲面还是平面?物体表面是否光滑?反光是否很强?

曲面检测宜用圆顶光源,光滑平面宜用同轴光源,粗糙平面宜用明视场光源。

2、物体的透光性怎样?

透光性好的物体可以用IR光源。

3、分清背景(我们不需要检测的)是什么颜色,前景(我们要检测的)是什么颜色?

好的光源就是有一个好的对比度---背景与前景很清楚。

4、前景颜色多变化

宜用彩色光源及白色光源;

视觉光源选择

四、实物测试

我们可以初步选定一款光源开始测试。可能会遇到的问题(与光源有关):

1、前景亮度不够?前景是什么颜色?建议换与前景颜色相同的光源测试。

2、整个图像亮度不够?建议将光源靠近物体一些,或者采用频闪,或者换波长短一些的光源。

3、图像泛白?建议降底光源亮度,或将镜头的光圈减小。

4、图像亮度不均匀?检查光源放平没有?

科学分析法

该方法主要是根据被测物表面特性以及要检测的瑕疵特性等,从光源照射方向、角度、颜色等方面进行分析,用户可结合之前两篇文章中相关的介绍,当然即使经过了分析,还是需要经过实验验证。

最后我们大致总结出,光源选型中的一些技巧,选型时可参考:

1、需要前景与背景更大的对比度?–考虑用黑白相机与彩色光源

2、环境光的问题?–尝试用单色光源,配一个滤镜

3、闪光曲面?–尝试用散射圆顶光

4、闪光,平的,但粗糙的表面?–尝试用同轴散射光

5、看表面的形状?–考虑用暗视场(低角度)

6、检测塑料的时候–尝试用紫外或红外光

7、需要通过反射的表面看特征?–尝试用低角度线光源(暗视场)

8、组合光源有时也能解决问题

9、频闪能够产生比常亮照明20倍强的光