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機器視覺照明要點

來源: 作者:admin 點擊:232

關鍵詞機器視覺,照明系統,高速相機,光源


一:使用強光檢測缺失的材料

光場照明技術適用于檢測表面光滑的物體。當物體表面紋理光滑,光照在被測物表面會產生鏡面反射,強烈的反射光直接被高速相機接收,視場中出現一個明亮區域;當被測物表面缺失,存在粗糙的紋理時,散射光遠離高速相機,視場中會出現黑暗區域。


圖1: 好的工件:高速相機拍攝出完整環形區域 ;缺失的工件:確實的部分呈現暗區域


二:使用合適的波長進行精確定位

適當顏色的光源照射在電路板上,能使特定的電路板部件反射明亮的光,而錯誤安裝的部件會吸收光而呈現出暗色。機器視覺系統能夠迅速識別這些錯誤。在這種應用中,采用同軸照明技術及藍色光源。藍色波長(460納米)能明顯區分銀和銅表面:銅吸收藍光,出現暗色,銀反射藍光,出現亮色。


圖2:采用460納米的藍色光波能夠區分銅和銀表面


三:使用非散射照明檢測玻璃裂縫

非散射的陣列照明可以用于凸顯透明玻璃上的缺陷。在該應用中,暗背景下,非散射性暗視場照明能夠凸顯被測物特征,使裂紋呈現亮色。光線在高速相機的視場外的暗場照射透明玻璃。大多數光線能夠穿透透明玻璃而使高速相機無法察覺,當玻璃表面存在中空的裂縫時,光線會折射、反射、散射到很多方向,從而,一部分光線會被高速相機捕獲。而當照明光是散射光時,很難使裂縫呈現亮色。



圖3:采用非散射性的暗場照明能檢測玻璃表面裂紋


四:使用擴散光檢查透明包裝

檢測藥片塑料包裝中的缺失、損壞或不正確是確保成品藥品質量的重要檢查步驟。照亮包裹藥片的塑料包裝通常是一個艱難的挑戰。在該應用中,采用白色LED燈進行陰天照明(CDI: Cloudy Day Illumination)。這種陰天照明方式能夠使藥物的塑料包裝膜呈現透明的顏色,而其中的藥物則呈現出高對比度的中性色。

這種連續的漫反射照明技術,強調表面紋理和高度的變化。這種照明方式提供了一個超大立體角,使光線能夠從多個角度照射到被測物,從而消除了典型的單向或單平面光源的反射和陰影。



圖4:使用擴散光源可檢查透明包裝


五:使用顏色來創建對比度

良好的光源顏色選擇可以使需要被觀察的特征與需要被忽略的圖像特征之間產生最大的對比度,即,特征與其周圍的區域之間有足夠的灰度量區別,從而易于特征的區分。為了最大程度區分被觀察物和背景,通常選擇互補色光源。以色輪為參考,采用色輪上相對的顏色能突出被照物。例如,當被觀察物為綠色時,選擇紅色光源背景能提高對比度。

圖5:色輪及互補光源的應用


六:使用頻閃光照射快速移動的物體

當被攝物快速移動使拍攝圖像變得模糊時,通常采用頻閃光照明。當拍攝圖像最大的模糊程度為1像素時,采用如下公式選擇頻閃燈:

頻閃燈閃爍時間= (視場寬度(in)* 像素) / 被照物移動速度(in/s)

在該公式中,視場寬度和像素都指的是被照物運動方向軸上的量。例如,當視場寬度為1 inch, 圖像像素為640 pixel,被測物移動速度為500 inch/s, 則頻閃光照明時間應為3.1μs。

圖6:頻閃照明計算公式


七:用紅外線來消除反射

機器視覺系統檢測通常依賴圖像上灰度級數的差異進行識別。在許多應用中,環境光會造成很多不必要的反射而干擾視覺系統的檢測,而紅外光源能夠解決這個問題。

圖7: 采用紅外光照明能消除不必要的環境光反射


八:使用紅外線來減少顏色變化

紅外光可用于減少彩色物體間的灰度差異。深色的物體能夠吸收紅外光波,這種照明解決方案有利于檢測存在顏色或陰影的變化情況物體的不一致性。

圖8: 紅外光能減少彩色物體間的灰度差異



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