光源選擇是一門精密科學(xué),需多重考量:波長匹配: 材料特性決定光波選擇。金屬表面檢測常依賴短波藍(lán)光以增強紋理反差,而透明薄膜或生物樣本則可能需紅外光穿透成像。角度雕琢: 光線入射角度猶如雕塑家的刻刀。低角度照明能令微小凹凸投下長影,凸顯三維缺陷;而垂直同軸光則擅長“撫平”高反光曲面(如金屬或玻璃),消除鏡面眩光對成像的干擾。穩(wěn)定性基石: 光源亮度與色溫的毫厘波動,在算法眼中不啻于巨變。工業(yè)級LED因壽命長、發(fā)熱低、響應(yīng)快且光輸出穩(wěn)定,已成為主流之選,其堅固耐用的特性更契合嚴(yán)苛工業(yè)環(huán)境。短波藍(lán)光激發(fā)防偽標(biāo)記,實現(xiàn)藥品包裝每秒50件篩查。無錫環(huán)形光源線型同軸
選擇合適光源是一個系統(tǒng)性工程,需遵循科學(xué)步驟:1. 深入分析被測物:明確關(guān)鍵檢測特征、材質(zhì)、表面光學(xué)特性、顏色、形狀、尺寸、運動速度。2. 理解檢測任務(wù):是定位、測量、識別、計數(shù)還是缺陷檢測?精度要求如何?3. 評估環(huán)境約束:安裝空間限制?環(huán)境光強弱?環(huán)境溫濕度?清潔要求?有無震動?4. 確定相機與鏡頭參數(shù):傳感器類型(CMOS/CCD)、分辨率、感光度、是否配濾鏡?鏡頭工作距離、視場角。5. 基于以上信息初選光源類型:突出輪廓/尺寸:背光;抑制反光/均勻照明:穹頂光、漫射環(huán)形光;突顯紋理/劃痕:低角度條形光;通用檢查:環(huán)形光;微小區(qū)域/深孔:點光源/光纖;高速運動:頻閃LED;特殊波長需求:IR/UV光源。遼寧環(huán)形光源定制復(fù)合光源檢測深孔內(nèi)壁,缺陷檢出率達(dá)97%以上。
光源色(波長)選擇策略光源的顏色(即發(fā)射光譜的中心波長)是機器視覺照明設(shè)計中至關(guān)重要的策略性選擇,直接影響目標(biāo)特征與背景的對比度。選擇依據(jù)的重點是被測物顏色及其光學(xué)特性:互補色原理:照射的顏色與物體顏色互為補色時,物體吸收多光而顯得暗,背景(若反射該光)則亮,從而大化對比度。例如,用紅光照射綠色物體,綠色物體會吸收紅光(顯得暗),而白色背景反射紅光(顯得亮);反之,用綠光照射紅色物體亦然。同色增強:有時用與物體顏色相近的光照射,能增強該顏色的飽和度(如藍(lán)光照射藍(lán)色標(biāo)簽)。特定波長響應(yīng):某些材料對特定波長有獨特吸收/反射/熒光特性(如紅外穿透塑料、紫外激發(fā)熒光)。濾鏡協(xié)同:結(jié)合相機前的帶通濾鏡,只允許特定波長的光進(jìn)入相機,可有效抑制環(huán)境光干擾并增強目標(biāo)光信號。常用單色光源波長包括:紅光(630-660nm):通用性好,穿透霧霾略強,對金屬劃痕敏感;綠光(520-530nm):人眼敏感,相機量子效率高,常用于高分辨率檢測;藍(lán)光:對細(xì)微紋理、劃痕敏感(短波長衍射效應(yīng)弱),常用于精密檢測;白光:提供全光譜信息,適用于顏色檢測、多特征綜合判斷。選擇時需考慮相機傳感器的光譜響應(yīng)曲線,確保所選波長能被相機有效捕捉。
光源均勻性:概念、重要性及評估方法光源均勻性是衡量照明場光強分布一致性(均勻程度)的關(guān)鍵指標(biāo),對機器視覺檢測精度至關(guān)重要,尤其在進(jìn)行定量測量(如尺寸、色度)或大面積檢測時。不均勻照明會導(dǎo)致圖像不同區(qū)域亮度差異:過亮區(qū)域可能飽和丟失細(xì)節(jié),過暗區(qū)域信噪比差難以分析,這種亮度梯度會被誤判為物體本身的特征變化(如厚度不均、顏色漸變),嚴(yán)重影響檢測結(jié)果的一致性和可靠性。均勻性通常定義為:Uniformity=[1-(Max-Min)/(Max+Min)]*100%,其中Max和Min是測量區(qū)域內(nèi)多個采樣點的亮度值。理想值為100%,工業(yè)應(yīng)用中通常要求>80%甚至>90%。評估均勻性需要使用光強計或經(jīng)校準(zhǔn)的參考相機,在設(shè)定的工作距離下,在有效照明區(qū)域內(nèi)按網(wǎng)格(如5x5或9x9)測量多個點的亮度值,然后計算。影響均勻性的因素眾多:LED個體的亮度/色溫差異、排列密度、光學(xué)設(shè)計(透鏡、漫射板)的質(zhì)量與老化、供電穩(wěn)定性、結(jié)構(gòu)遮擋、距離變化等。改善均勻性的方法包括:選用高質(zhì)均光板(如乳白亞克力、勻光膜)、優(yōu)化LED排布(增加密度、交錯排列)、采用積分球原理(穹頂光)、精確控制光源距離、定期校準(zhǔn)維護(hù)。在系統(tǒng)設(shè)計階段就必須將均勻性作為重要參數(shù)進(jìn)行驗證和優(yōu)化。
紅外激光網(wǎng)格定位倉庫貨架,空間坐標(biāo)誤差小于3mm。
在機器視覺系統(tǒng)的精密架構(gòu)中,光源常常被視為一個基礎(chǔ)而非重點的組件,然而這種看法嚴(yán)重低估了其至關(guān)重要的作用。光源的本質(zhì)功能遠(yuǎn)不止于簡單地照亮物體,而是通過精心的光學(xué)設(shè)計,主動塑造并增強目標(biāo)物體關(guān)鍵特征與其背景之間的對比度,為后續(xù)的圖像采集和處理提供比較好的原始數(shù)據(jù)。一個良好的光源解決方案能夠?qū)⑿枰獧z測的缺陷、字符、邊緣或紋理清晰地凸顯出來,同時比較大限度地抑制不必要的背景干擾和噪聲,從而極大地簡化了圖像處理算法的復(fù)雜性,并直接提升了整個系統(tǒng)的檢測精度、可靠性以及重復(fù)性??梢哉f,圖像質(zhì)量的好壞,超過70%的因素取決于照明條件的選擇與設(shè)計。如果照明階段失敗,即使使用較先進(jìn)的相機和更復(fù)雜的算法,也難以挽回性地獲得理想的檢測結(jié)果。因此,光源是機器視覺應(yīng)用成功的真正基石和第一步,其選擇與配置必須經(jīng)過深思熟慮和嚴(yán)格的實驗驗證,它決定了整個系統(tǒng)的性能上限。工程師必須像選擇相機和鏡頭一樣,甚至投入更多的精力來選擇和設(shè)計照明方案,充分考慮被測物的材質(zhì)、顏色、形狀、表面反光特性、運動速度以及環(huán)境光條件等多種因素,進(jìn)行綜合判斷與測試。雙色溫光源自動調(diào)節(jié)色溫,保障戶外AGV全天候?qū)Ш?。紹興高亮大功率環(huán)形光源線型同軸
漫射柔光罩消除電子元件檢測陰影,均勻度達(dá)90%以上。無錫環(huán)形光源線型同軸
環(huán)形光源:通用性設(shè)計及其應(yīng)用要點環(huán)形光源(RingLight)是機器視覺中應(yīng)用更大量的基礎(chǔ)照明形式之一,其LED陣列呈環(huán)形排布,圍繞鏡頭同軸或成一定角度安裝。這種設(shè)計提供了均勻、對稱的照明場,特別適用于檢測具有平面或規(guī)則曲面的物體,如PCB板、精密零件、瓶蓋、標(biāo)簽等。其重要優(yōu)勢在于能有效減少陰影,提供良好的整體均勻性。根據(jù)光線照射角度,環(huán)形光可分為:直射環(huán)形光(光線直射物體,對比度高,但可能產(chǎn)生鏡面反光);漫射環(huán)形光(光線經(jīng)漫射板柔和化,減少眩光,表面適應(yīng)性更好);低角度環(huán)形光(光線近乎平行于被測面,突出微小高度差、劃痕、凹陷或雕刻字符)。選擇環(huán)形光的關(guān)鍵參數(shù)包括環(huán)的直徑(需匹配鏡頭工作距離和視場大?。⒄彰鹘嵌?、漫射程度以及LED顏色。它尤其擅長解決物體定位、表面缺陷初檢、字符識別等通用性問題。然而,對于深凹槽內(nèi)部、具有復(fù)雜三維結(jié)構(gòu)或極度反光的物體,可能需要結(jié)合其他照明方式(如條形光、同軸光或穹頂光)才能獲得理想效果。無錫環(huán)形光源線型同軸