機(jī)器視覺的光源分類,如何選擇機(jī)器視覺LED光源?

2020-09-04 09:40:05

機(jī)器視覺系統(tǒng)的核心是圖像的采集和處理,圖像本身的質(zhì)量對整個(gè)系統(tǒng)的影響極為關(guān)鍵。而照明光源則是決定機(jī)器視覺系統(tǒng)圖像質(zhì)量的*重要因素,通過選擇合適的光源,可以使圖像中的目標(biāo)特征與背景信息得到*佳分離,從而大大降低圖像處理的難度,提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。在機(jī)器視覺系統(tǒng)中,光源的作用主要體現(xiàn)在:
1、突出測量特征,簡化圖像處理算法;
2、克服環(huán)境光的干擾,提高圖像信噪比;
3、提高視覺系統(tǒng)的定位、測量、識別精度,以及系統(tǒng)的運(yùn)行速度;
4、降低系統(tǒng)設(shè)計(jì)的復(fù)雜度;

為何要選用LED光源
在機(jī)器視覺系統(tǒng)中,較為常見的照明光源一般有LED光源、鹵素?zé)艉透哳l熒光燈。目前,LED光源*為常用,且已在機(jī)器視覺光源領(lǐng)域占據(jù)主導(dǎo)地位,已成為機(jī)器視覺系統(tǒng)的*光源。機(jī)器視覺LED光源主要具備以下幾大優(yōu)點(diǎn):
1、結(jié)果設(shè)計(jì)靈活:
在機(jī)器視覺系統(tǒng)中,對于同一檢測對象采用結(jié)構(gòu)或形狀各異的光源時(shí),所得到的圖像效果千差萬別。其根本原因在于,對于不同的檢測對象,要突顯其被測特征,就會對光源的結(jié)構(gòu)形狀、發(fā)光角度、照度大小等產(chǎn)生特定的要求。對于這一點(diǎn),鹵素?zé)艉?a title='熒光' target='_blank' class='seolabel'>熒光燈難以隨要求而定制,而LED光源由一顆顆LED顆粒組合設(shè)計(jì)而成,其單個(gè)顆粒體積小,為各種復(fù)雜的光源設(shè)計(jì)提供了可能,在照明結(jié)構(gòu),照射范圍、照射角度、照度大小、亮度控制等方面具有更大的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)自由度,可滿足不同檢測對象的實(shí)際需要。
2、多色選擇
對于具有不同光學(xué)屬性和表面紋理的被測對象而言,選用不同顏色的光源,采集到的圖像也會不同。在機(jī)器視覺系統(tǒng)中,光源顏色的選擇對于成像效果和質(zhì)量的影響至關(guān)重要。目前,LED具備了多種顏色可供選擇:從遠(yuǎn)紅外、可見光、到紫外,有十幾種波段(顏色)的LED以供使用,白色光線LED的色溫也從3000k-8000k可選。這一特點(diǎn)是其它類型光源所不具備的。
3、響應(yīng)速度快
單個(gè)LED顆粒的響應(yīng)時(shí)間為納秒級,考慮LED光源的容性和感性,其響應(yīng)速度一般也在1 0微秒以內(nèi)。因此在需要光源快速點(diǎn)亮、快速通斷或者快速切換的場合,具有其它光源無法比擬的優(yōu)勢。
4、壽命*長
任何機(jī)器視覺系統(tǒng)都需要具有長時(shí)間穩(wěn)定的圖像采集條件,光源亮度衰減過快或壽命過短都是制約視覺系統(tǒng)整體質(zhì)量的關(guān)鍵因素。機(jī)器視覺LED光源在持續(xù)使用的情況下,一般在3萬小時(shí)候才進(jìn)入半衰期,而其壽命一般在1 0萬小時(shí)以上,大大高于其它類型的光源。此外,如果選配科視的頻閃照明的方式,可大幅降低光源的工作溫度,其壽命可相應(yīng)延長數(shù)信。
5、可觸發(fā)和頻閃控制
因LED本身屬于電致發(fā)光的半導(dǎo)體材料,而且響應(yīng)速度*快,可被用于融發(fā)點(diǎn)亮或頻閃照明,以提高光源的利用效率或瞬間照明亮度。
6、綜合成本低
LED光源具備發(fā)光效率高、壽命長、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)的特性,因此大大減少了其設(shè)備運(yùn)行成本和維護(hù)成本,相對于鹵素?zé)艉蜔晒鉄?,其在性價(jià)比和綜合成本方面具備更大的優(yōu)勢。

機(jī)器視覺LED光源分類
1、標(biāo)準(zhǔn)型光源
機(jī)器視覺專用LED光源是Moritex自主研發(fā)、制造的核心產(chǎn)品,目前已形成23大標(biāo)準(zhǔn)系列上千余款產(chǎn)品,包含:通用環(huán)形光源、面光源、平行面光源、環(huán)形無影光源、四面可調(diào)光源、線掃描光源、平行線光源、條形光源、圓頂光源、平面無影光源、同軸光源、同軸平行光源、同軸線性光源、點(diǎn)光源、*大功率工業(yè)冷光源、隧道式線掃描光源等。
2、行業(yè)專用型光源
針對規(guī)?;奶囟ㄐ袠I(yè)應(yīng)用,Moritex已開發(fā)出百余款行業(yè)專用型LED光源,如AOI光源,印刷機(jī)對位光源,固晶機(jī)專用光源、醫(yī)療內(nèi)窺專用光源等。
3、“量身定制”型光源
在視覺行業(yè)中,每個(gè)案例(檢測對象)都具備不同的幾何特征、光學(xué)屬性和工程要求。而標(biāo)準(zhǔn)型光源并不總能保證每個(gè)案例都能拍攝出理想的圖像。因此,為解決這一問題,根據(jù)案例需求隨時(shí)量身定制新型光源,是十分重要的。

如何選澤機(jī)器視覺LED光源
機(jī)器視覺LED光源具體的選取方法還在于試驗(yàn)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。但應(yīng)了解以下幾點(diǎn):
1、檢測內(nèi)容
2、檢測的目的及您想看什么?(異物、傷痕、缺損、標(biāo)識、形狀等)
3、表面狀態(tài)(鏡面、糙面、曲面、平面)
4、立體?平面?
5、材質(zhì)、表面顏色
6、視野范圍?
7、動(dòng)態(tài)還是靜態(tài)(相機(jī)快門速度)
8、工作距離(鏡頭下端到被測物表面距離)
9、設(shè)置條件(照明的大小、照明下端到被測物表面的距離、反射型or透射型)
10、周圍環(huán)境(溫度、外亂光)
11、相機(jī)的種類(面陣?線陣?)