机器视觉的照明技术_漫射照明
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机器视觉的照明技术_漫射照明

小施 2020-12-30 9201 0


在对反射性,抛光性,光泽或金属物体进行测试后,对于许多应用来说,漫反射光是必需的。如果这些表面不再完全平坦,而是单独成形,起皱,弯曲或圆柱形,则特别困难。

现在需要漫射照明来检查零件。使用以下照明:

  1. 带有散射体的入射光

  2. 同轴照明

  3. 圆顶形照明

漫射照明技术的比较

并非每个“漫射”光源都是真正的漫射。这里直接比较上述照明类型。只有使用圆顶照明才能获得几乎完美的无反射照明。

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扩散环光

在各个点都有刺眼的光反射的图像。反射的位置很大程度上取决于环形曲面的表面曲率和位置。

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同轴照明

没有令人讨厌的皱纹,因为图像可以完美地漫射照明。甚至片剂的巢状结构也不再是三维的。

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圆顶照明

平坦表面基本上没有反射,表面轻微变形再次可见反射。

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扩散环光

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同轴照明

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圆顶照明

同轴照明就像圆顶灯一样,必须非常靠近物体,以使漫射杂散光可以非常均匀地照亮表面。工作距离越长,光线指向越多;表面上的缺口,划痕等变得越来越清晰可见。

带有扩散器的入射光

在最简单的情况下,可以为简单的入射光照明配备扩散器,例如带扩散面板的LED环形灯。这样,可以使定向光更好地均匀化。例如,在反射材料上不再可以识别单个LED。但是,光线仍然指向很强,并且主要来自照明方向。

同轴入射光照明(同轴照明)

这种类型的照明将光从侧面(同轴)耦合到光路中。这是借助于一个半透明的镜子完成的,该镜子向侧面照亮,并向下照射光到测试对象上。物体反射通过半透明镜到达相机的光。

这种照明设计的优点是可以通过光源(在本例中为镜子)“看到”。镜子整体上看起来非常均匀,并且只有一般的线性光损失,反光镜离灯越远。提示:为避免不均匀,照明必须明显大于要检查的区域。

同轴照明非常适合具有相对平坦表面的高反射率材料。它们非常均匀,但指向性很强,并在边缘和更大的曲率上产生对比度。

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直射光

拉丝金属和划痕会产生强烈的反射。尽管稍微倾斜以避免严重的全反射,但显示屏仍显示不均匀性。光是高度定向的。

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漫射光

材质被均匀照明。金属上的划痕仍然很容易识别。许多细小的划痕消失了。带有圆顶照明的更多漫射照明将是可能的。


同轴照明的理想工作距离是从1到最大3 cm的短距离。经验法则:如果要使用照明的稍微分散的特性以获得柔和的照明,则越接近越好!光离得越远,由于少量杂散光而失去的柔和照明就越多,并且光变得越来越定向。斜角,雕刻和错误等代表了不再完美的平面的表面仍然受到更多的重视。

圆顶形照明

只有一个顶灯才能产生真正的漫射光,从而最大程度地避免在组件上反射。由于来自所有空间方向的光均匀入射,凹凸不平和划痕也被非常柔和地照亮,均匀的材料显得均匀。

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直射光

哑光金属零件会产生反射。光是高度定向的。

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大教堂灯

材料的照明非常均匀。金属上几乎看不见划痕。表面缺陷不再被识别。

这些图像通常看起来相当“无特征”。可以抑制反射,阴影,表面不规则,划痕等。在几乎+/- 45度的表面角度下,结构均被均匀照明。直到现在,其他具有不同颜色的材料和组件仍然清晰可见。这种照明的变化只是略微拱形的灯,可以照亮小得多的立体角。隧道状的圆顶照明具有细长的圆顶形状,是照明圆柱形物体的理想选择。

工作距离的影响

如果要尽可能多地照明测试对象,通常需要选择较小的工作距离。随着距离的增加,光源看起来更直接。结果是较小的照明立体角。更强的对象曲率不再照亮。

使用工作距离增加的弧形沐浴露瓶的一些示例:

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圆顶距5MM

曲面几乎完全均匀地照亮。打印检查的理想选择。

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圆顶距50MM

越来越多的边界区域不被照明,用于均匀照明的侧向光分量缺失。

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圆顶距5MM

只有小亮区。Edikette的一半会显得很暗。



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