機(jī)器視覺(jué)作為當(dāng)前的熱門(mén)行業(yè)，是計(jì)算機(jī)視覺(jué)的延伸，集結(jié)了光學(xué)、機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)軟硬件等各方面技術(shù)，旨在于將所需求的圖像特征提取出來(lái)，以方便視覺(jué)系統(tǒng)的下一步動(dòng)作,因此圖像質(zhì)量決定了整個(gè)機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的成敗。一張理想的效果圖像，直接決定了軟件算法的快速性及穩(wěn)定性,而圖像質(zhì)量的高低又取決于合適的照明方式,因此光源是機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)中不可忽略的一個(gè)重要組件。針對(duì)不同的樣品、不同的檢測(cè)內(nèi)容，光學(xué)成像方案也有所不同。

光源如何選擇

正向光

光源位于被測(cè)物的上方，光線照射在被測(cè)物表面，根據(jù)光源的發(fā)光角度可分為高角度光源、低角度光源，以及包含高、低角度的無(wú)影光源。

高角度光

光路描述：光線與水平面角度>45“稱為高角度光。

效果分析：高角度照射，光線經(jīng)被測(cè)物表面平整部分反射后進(jìn)入鏡頭，圖像效果表現(xiàn)為灰度值較高不平整部分反射光進(jìn)入不了鏡頭，圖像效果表現(xiàn)為灰度值較低。

主要應(yīng)用：定位、字符檢測(cè)、輪廓檢測(cè)、劃傷檢測(cè)、尺寸測(cè)量。

常用光源：高角度環(huán)形光、條形光、面光、同軸光、點(diǎn)光等。

低角度光

光路描述:光線與水平面角度<45°稱為低角度光。

效果分析:低角度照射，被測(cè)物表面平整部分的反射光無(wú)法過(guò)入鏡頭，圖像效果表現(xiàn)為灰度值較低;不平整部分的反射光進(jìn)入鏡頭，圖像效果表現(xiàn)為灰度值較高。

主要應(yīng)用:定位、字符檢測(cè)、輪廓檢測(cè)、劃傷檢測(cè)、尺寸測(cè)量。

常用光源:低角度環(huán)形光、條形光、線光等。

無(wú)影光

光路描述:通過(guò)結(jié)構(gòu)或漫射板改變光路，最終發(fā)光角度包含了高角度和低角度。

效果分析:兼具了高角度光和低角度光的效果，使被測(cè)物得到了多角度的照射，表面紋理、皺褶被弱化，圖像上整體均勻。

主要應(yīng)用:定位、尺寸測(cè)量、弧形產(chǎn)品表面檢測(cè)。

常用光源:圓頂光、環(huán)形無(wú)影光、方形無(wú)光等。

同軸光

光路描述：反射光線與鏡頭平行，稱為同軸光。

效果分析：光線經(jīng)過(guò)平面反射后，與光軸平行地進(jìn)入鏡頭。此時(shí)被測(cè)物相當(dāng)于一面鏡子，圖像體現(xiàn)的是光源的信息，當(dāng)“鏡子”出現(xiàn)凹凸不平時(shí)，將格外地明顯。

主要應(yīng)用：劃痕、壓印、凹凸點(diǎn)檢測(cè)、輪廓檢測(cè)。

常用光源：同軸光、平行同軸光、面光、線光。

背光

光源位于被測(cè)物的下方，無(wú)遮檔時(shí)，光線直接進(jìn)入鏡頭，圖像灰度值很高;由于被測(cè)物遮擋了光線，圖像上灰度值很低，所以得到了被測(cè)物的輪廓信息。

漫射背光

光路描述：光源經(jīng)過(guò)漫射板散射發(fā)光。

效果分析：提取輪廓時(shí)，對(duì)于有厚度、有弧度的產(chǎn)品，圖像上邊緣發(fā)虛，不夠銳利;而對(duì)于扁平的產(chǎn)品，圖像效果穩(wěn)定，性價(jià)比高。

主要應(yīng)用：定位、尺寸測(cè)量、有無(wú)檢測(cè)、缺陷檢測(cè)。

平行背光

光路描述：通過(guò)平行結(jié)構(gòu)使光源發(fā)出平行光。

效果分析：平行光能夠精確得到不規(guī)則被測(cè)物的外輪廓，使諸如圓柱形產(chǎn)品，或有倒角、圓角的產(chǎn)品邊緣成像清晰、銳利。一般配合遠(yuǎn)心鏡頭使用，精度很高。

主要應(yīng)用：尺寸測(cè)量。

常用光源：平行面光、平行同軸光。

結(jié)構(gòu)光

光路描述：通過(guò)特殊結(jié)構(gòu)使光源發(fā)出清晰的線陣列或點(diǎn)陣列。

效果分析：光源投射到被測(cè)物上，缺陷會(huì)使得光斑陣列圖案發(fā)生扭曲。

主要應(yīng)用：平整度檢測(cè)。

常用光源：結(jié)構(gòu)光。

亮場(chǎng)

背景灰度值高，特征灰度值低。

暗場(chǎng)

背景灰度值低，特征灰度值高。

紅外光

利用紅外光的良好穿透性，可以過(guò)濾被測(cè)物表面的大分子干擾。

紫外光

利用熒光效應(yīng)檢測(cè)UV膠和隱形碼，另一方面，與紅外光相反，弱穿透性可用于檢測(cè)透明產(chǎn)品中的隱形特征。

偏光

使用偏光光源消除部分反光。