照明如何在机器视觉中发挥重要作用?
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照明如何在机器视觉中发挥重要作用?

施努卡苏州智能装备有限公司 2021-04-01 9077 0


由于机器视觉系统不会分析对象本身,而是分析其捕获的图像,因此用于检查对象的视觉系统照明必须清晰地定义区域。图像清晰的关键先决条件是正确的机器视觉照明。对比度错误和光线不均匀的图像意味着机器视觉系统很难做出正确的判断。这就像用堵塞的喷油器打磨汽车一样。

机器视觉照明的两个重要标准:

  1. 最大化目标区域的对比度

  2. 尽量减少多余地方的对比

最开始机器视觉照明解决方案通常使用标准的白炽灯或荧光灯产品。但是,随着时间的推移,随着机器视觉应用范围的扩大,LED等多种照明类型和机器视觉背光等技术也被应用到更多的工艺。


机器视觉光源的类型

选择正确的机器视觉光源对于应用的成功至关重要。有四种主要的照明源类型或机器视觉照明的类型:

LED照明

LED光源由于具有广泛的优势,因此在其他类型的光源之上占据着领先的位置。其广泛的优点包括更长的预期寿命,机械弹性,耐用性,易于控制的设备以及微型的物理尺寸。由于LED光源大大降低了运营成本,因此被认为是物超所值的照明光源。它的浅色不仅限于白色,还可以是红色,绿色,蓝色,甚至红外线和紫外线。

激光照明

激光代表高强度和可聚焦的光束,即使在更长的距离上也可以非常精确地成像。激光和图像处理的结合可用于多种操作,例如电子组件的光学检查。

卤素灯

卤素灯通常是与反射器结合的点光源。在工业图像处理中,当要照亮的区域如车身等较大或需要大量光线时,这是优选的。但是缺点就是高能耗,发热和红外辐射的特点。

日光灯

也称为“霓虹灯”,它们基于放电管的概念。这些也很少用于工业机器视觉应用中的大面积照明。它们只能与电子镇流器一起使用,以避免图像中出现闪烁效果。

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机器视觉照明的四个基石

这四个基石构成了机器视觉照明的关键方面,以获取必要的对比

  1. 几何–物体,光源和相机之间的尺寸和空间关系。

  2. 图案–投射到目标对象上的光的形状。

  3. 滤镜–差异地阻挡和透射光。

  4. 颜色和波长–取决于发射的光被吸收和反射的方式和程度。

选择正确的机器视觉照明所面临的挑战

需要微调大量参数,以提供同时满足验收标准的合适视觉系统照明。为了更方便地理解,我将选择理想的机器视觉照明的挑战分为两类:

由光引起

灯的年龄,位置,温度以及电源的稳定性会直接影响机器视觉相机的性能。亮度是另一个关键因素。弱光成像设置会导致计算周期增加,从而降低视觉系统的效率。在选择适合机器视觉的照明设备时,还应充分考虑发射光的波长,其适用性以及与物体的相互作用。

其他

确保镜片收集最佳光线而不收集次佳光线至关重要。落在镜头视场之外的光线会导致眩光并降低图像对比度。不是由光引起的其他一些挑战是环境光的变化以及照明和相机之间的同步。

详细审查以下问题将帮助您获得合适的机器视觉照明解决方案:

  1. 视野和您想要的物体有多大?

  2. 物体离相机和照明灯有多远?

  3. 哪种光源和多少光合适?

  4. 检查功能如何出现,哪种照明技术可以最好地检测到它们?

  5. 物体具有什么表面特性?

  6. 哪种灯光颜色适合您的视觉系统照明?白色,红色,蓝色?红外线或紫外线辐射?

结论

无论机器视觉照明分析的水平如何,通常都无法替代在工作台上使用多种照明类型和技术进行实际测试,然后进行实际的实施情况。这可以帮助您找到适合预期成本,效率和应用的最佳照明解决方案。


标签:机器视觉

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