機(jī)器視覺檢測設(shè)備的光源硬件選擇

　　1、光源的選擇

　　光源是基礎(chǔ)，打光是藝術(shù)。一個(gè)好的打光效果，基本決定了視覺檢測成功的一大半。

　　光源的合理性選擇，直接影響了輸入圖像數(shù)據(jù)的質(zhì)量與應(yīng)用效果。針對(duì)每個(gè)不同的應(yīng)用案例與環(huán)境，需要選擇相應(yīng)的光源與合理的照明方式，以求達(dá)到最好的應(yīng)用效果。

　　(1)光源可分為可見光和不可見光。

　　常用的幾種可見光源有LED燈、螢光燈、鹵素?zé)?光纖光源)、特殊光源。

　　LED 燈：

　　? 使用壽命約10000-30000小時(shí)。

　　? 可以使用多個(gè)LED達(dá)到高亮度，同時(shí)可組合不同的形狀;

　　? 響應(yīng)速度快，波長可以根據(jù)用途選擇，制成不同的顏色。

　　螢光燈：

　　? 使用壽命大約1500-3000小時(shí);

　　? 優(yōu)點(diǎn)：擴(kuò)散性好、適合大面積均勻照射;

　　? 缺點(diǎn)：響應(yīng)速度慢，亮度較暗。

　　光纖鹵素?zé)簦?/p>

　　? 使用壽命大約1000小時(shí);

　　? 優(yōu)點(diǎn)：亮度高;

　　? 缺點(diǎn)：響應(yīng)速度慢，幾乎沒有光亮度和色溫的變化。

　　(2)按照射方式不同可分為背向照明、前向照明、結(jié)構(gòu)光和頻閃光照明等。

　　背向照明是被測物放在光源和攝像機(jī)之間，它的優(yōu)點(diǎn)是能獲得高對(duì)比度的圖像，圖像效果為黑白分明的被測物輪廓，常用于尺寸測量;

　　前向照明是光源和攝像機(jī)位于被測物的同側(cè)，這種方式便于安裝，主要用于檢測物體表面的重要細(xì)節(jié)特征、缺陷和劃痕。

　　結(jié)構(gòu)光照明是將光柵或線光源等投射到被測物上，根據(jù)它們產(chǎn)生的畸變，解調(diào)出被測物的三維信息。

　　頻閃光照明是將高頻率的光脈沖照射到物體上，攝像機(jī)拍攝要求與光源同步。

　　(3)按照照明方式可分為穹形光源、環(huán)形光源、平行光源、同軸光源、點(diǎn)光源、低角度光源、線光源、光柵等。

　　選擇光源的角度：根據(jù)期望的圖像效果，選擇不同入射角度的光源。

　　穹形光源，主要用于球型或曲面物體的缺陷檢測、不平坦的光滑表面字符的檢測、金屬或鏡面的表面檢測。如玻璃瓶、滾珠、小工件表面、塑料或鋁制容器等。

　　環(huán)形光照射，多用于集成電路料帶與管腳字符、金屬工件刻印字符、光滑表面劃痕、瓶口尺寸或裂痕、平面工件表面質(zhì)量檢測。

　　條形光源(可控照明，紅色，藍(lán)色，綠色單色光源)也叫條形燈是一種從側(cè)面打光的照明光源，常用的角度是45度，也有更小的角度。側(cè)光燈可以避免正面照射產(chǎn)生的強(qiáng)烈反光，同時(shí)還可以對(duì)邊緣部分實(shí)現(xiàn)高亮的照明。是一種在尺寸測量、外觀檢測方面應(yīng)用非常廣泛的一種照明方式。常用于：LCD缺陷的檢測、包裝文字檢測、包裝膜破損檢測、紙張質(zhì)量檢測、常規(guī)印刷質(zhì)量檢測、制造物裂紋的檢測、電子部件的形狀識(shí)別和大小的測量、各種線陣檢測等。

　　同軸光照射，圖像效果為明亮背景上的黑色特征，用于反光厲害的平面物體檢測，能夠加強(qiáng)有差異角度的表面特征，增強(qiáng)表面紋理(劃痕、凹陷、壓印)，減少陰影。如金屬、玻璃等光潔表面的劃痕和瑕疵檢測，芯片和硅片的破損檢測、金屬件上的沖壓字符檢測、線路板焊點(diǎn)與符號(hào)、集成電路的管腳字符檢測等。

　　高角度照射，圖像整體較亮，適合表面不反光物體;

　低角度照射，圖像背景為黑，特征為白，可以突出被測物輪廓及表面凹凸變化;

　　多角度照射，圖像整體效果較柔和，適合曲面物體檢測;

　　(a)考慮光源顏色和背景顏色：

　　使用與被測物同色系的光會(huì)使圖像變亮(如：紅光使紅色物體更亮);使用與被測物相反色系的光會(huì)使圖像變暗(如：紅光使藍(lán)色物體更暗、用藍(lán)光照射黃色物體，呈現(xiàn)黑色)。

　　波長越長，穿透能力越強(qiáng);波長越短，擴(kuò)散能力越強(qiáng)。紅外的穿透能力強(qiáng)，適合檢測透光性差的物體，如棕色口服液雜質(zhì)檢測。紫外對(duì)表面的細(xì)微特征敏感，適合檢測對(duì)比不夠明顯的地方，如食用油瓶上的文字檢測。

　　(b)選擇光源的形狀和尺寸：

　　主要分為圓形、方形和條形。通常情況下選用與被測物體形狀相同的光源，最終光源形狀以測試效果為準(zhǔn)。光源的尺寸選擇，要求保障整個(gè)視野內(nèi)光線均勻，略大于視野比較好。

　　(c)選擇是否用漫射光源：

　　如被測物體表面反光，最好選用漫反射光源。多角度的漫射照明使得被測物表面整體亮度均勻，圖像背景柔和，檢測特征不受背景干擾。