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如果紙上寫的內(nèi)容不夠清晰,通??梢靡环N簡單的解決方案:將文字放在一盞燈下。如果我希望看清紙上模糊的輪廓,就需要舉起紙張朝向光源,這樣就可以看得更清楚。換句話說,不同的光源類型和強度可以產(chǎn)生不同效果。
根據(jù)我們的統(tǒng)計,機器視覺項目中用到的光源有如下幾種:
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環(huán)形光源:
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光出射角度值在0°~90°。0°~45°為低角度環(huán)形光源,目前應(yīng)用案例包括手機金屬外框劃痕檢測、光滑表面的劃痕、破損檢測以達(dá)到突顯物體輪廓及劃傷,破損的效果60°~90°光出射角度集中照射被測物表面,突顯物體的表面對不同特性,應(yīng)用案例有:電感錫面檢測,USB接口網(wǎng)線接口等不同數(shù)據(jù)接口的pin針檢測,高爾夫球T端面檢測,以及平面噴碼檢測。
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條形光源:
這款光源的特點為尺寸靈活小巧,可適應(yīng)不同位置,主要適用于檢測較大方形結(jié)構(gòu)被測物效果明顯。目前應(yīng)用案例包括裂紋,一維二維碼讀取。注塑件毛邊檢測,高爾夫球Tee文字檢測。
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四面可調(diào)光源:
四個獨立可調(diào)的條形光源,可獨立控制亮度,安裝靈活,高亮度,高精度照明。應(yīng)用領(lǐng)域:四側(cè)引腳扁平封裝的檢查。二維碼讀取,陶瓷包裝表面檢查。
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圓頂無影光源:
光線經(jīng)過球面漫射板反射之后,光滑,均勻的照射在被測物體上,適用于被測物表面起伏不平,反光的物體。應(yīng)用案例進(jìn)行曲面,表面凹凸,弧形檢測。金屬,玻璃反光較強的表面檢測。
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底部背光源:
底部發(fā)光的標(biāo)準(zhǔn)背光源可應(yīng)用于顯微鏡載物臺,突出被測物的外形輪廓并由高密度的LED陣列提供高亮度的背光照明。應(yīng)用于透明物體的毛邊,污漬,劃痕檢測。
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方形無影光源:
適用于矩形和不規(guī)則被測物,提供矩形視野。應(yīng)用案例:電池板斷線檢測,手機貼膜,貼膜位置邊緣校正,一維,二維碼識別。
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AOI專用光源:
具有高亮度,均勻性好,空間分辨率高的特點;由三組獨立控制的環(huán)形光源以高中低不同角度照射電路板,很好的把電路板上的元件電極、焊盤、焊點等不用傾斜度的特征凸顯出來。應(yīng)用領(lǐng)域多層次物體檢測,插件焊點檢測,貼裝,焊錫檢測。
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點光源:
采用獨特的聚光效果(導(dǎo)光柱)實現(xiàn)均勻的照射應(yīng)用利于包括液晶玻璃線路檢測,玻璃表面劃痕檢測,插頭底部字符檢測。
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線性光源:
線性光,高強度光照明,目前應(yīng)用案例:手機外殼表面凹凸點,劃痕,污漬檢測。使用特殊的鏡片使光線達(dá)到線性射出,并保持均勻,平滑。
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同軸光源:
高強度均勻的光線通過分光鏡后與鏡頭同軸的光線,采用特殊材料抑制反光造成的重影。提高成像清晰度。適用于反光率高的被測面的劃痕,印字檢測。應(yīng)用案例包括:激光打標(biāo)字符,二維碼識別,反光率高的物體表面的劃傷檢測。
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除了以上10種光源還有平行光源,紫外光源,紅外光源,后續(xù)會繼續(xù)學(xué)習(xí)。
了解了光源再談?wù)勊褂玫目刂破?,有以下兩種:
數(shù)字控制器:
通信控制,可實現(xiàn)持續(xù)照應(yīng)與頻閃照明,并具有自動延時關(guān)閉輸出功能(與上位機停止通信超過60s后自動關(guān)閉光源輸出,以減少光源性能損耗),并可以選用外部點亮的功能。產(chǎn)品特點:短路保護(hù),亮度256級控制。最大輸出通道8,各通道的亮度獨立控制。觸發(fā)速度快延時小于10us。
照射光的種類:漫射光,直射光,偏光光,平行光
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漫射光:(擴(kuò)散光)各種角度混合起來的光,日常生活中用到的基本是擴(kuò)散光
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直射光:來自一個方向上的光,可以在亮色暗色陰影之間產(chǎn)生相對高的對比圖像
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偏光光:在垂直于傳播方向的平面內(nèi),光矢量延著某一固定方向振動的光(通常是利用偏光板片來防止特定方向的反射。
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平行光:照射角度一致的光,太陽光就是平行光。發(fā)光角度越窄的LED直射光越接近平行光。
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在可用自然光線不足或光的成分不適合時,需要應(yīng)用外部(額外)人工光源,這是常見情況。在優(yōu)化光源方面進(jìn)行投資可以削減編程和圖像分析成本。而且,光源系統(tǒng)的選擇精心與否,會直接影響圖像質(zhì)量的好壞,進(jìn)而影響圖像處理系統(tǒng)的效果。
雖然在光源應(yīng)用領(lǐng)域有很多不同的光源類型和技術(shù),但是不用焦慮:80%的應(yīng)用采用以下三個解決方案之一即可達(dá)到理想效果:
環(huán)形光
條形光(包括射燈)
背光
LED是光源工程市場上明顯的發(fā)展趨勢。相比鹵素?zé)艉蜔晒鉄舻绕渌x擇,LED更便宜、更高效。
如何為您的應(yīng)用找到合適的光源?
為系統(tǒng)選擇合適的光源,這個過程很容易。首先,必須確定需要顯示物體的哪些特征。它是由什么材料制成的?是否反射或吸收光?采用什么樣的結(jié)構(gòu)、幾何形狀和顏色?另外,物體的運動情況、環(huán)境光條件和對象的距離也會影響光源的選擇。一旦確定了這些因素,選擇光源類型就變得比較容易,或者說,它至少大大縮小了選擇范圍。
下面通過幾個例子說明物體特征對于光源選擇的影響。
■調(diào)整光源照射角度以達(dá)到不同展示效果
如果希望只使用一個視覺系統(tǒng)來標(biāo)識劃痕,那么建議使用側(cè)面光。劃痕從相機方向反射入射光線,會使得劃痕顯得很明亮,可以清晰得看清劃痕。相反,如果不希望看到劃痕,而是想隱藏它們,那么就需要從其他角度照亮物體,例如:使用環(huán)形光從上方照射,從而防止產(chǎn)生陰影,可以在沒有干擾的情況下突出顏色和打印元素等其他特點。
■不同波長光源搭配以展現(xiàn)不同的視覺效果
如果需要真實的色彩還原,那么就需要在使用彩色相機時搭配白色光源。
在有些可以檢測到顏色特征(例如目標(biāo)物體上的紅色點)情況下,是不需要色彩還原的。這些特征常常也可以通過黑白相機搭配彩色光源顯示在黑白圖像上。
假設(shè)檢驗任務(wù)需要將紅色糖果從藍(lán)色糖果中分開,那么可使用紅光。紅色糖果完全反射紅光,因此顯得很亮,而藍(lán)色糖果主要吸收光,顯得很暗。
特定波長光源的一個好處在于,它還可以使其他情況下無法看到的特定屬性呈現(xiàn)出來。例如,使用紅外線(IR)檢測水果上的壓力點,它會特別有效,能輕松顯示出人眼難以辨別的缺陷。
總結(jié)
對于檢測任務(wù)來說,適當(dāng)?shù)墓庠词侨魏纬晒Φ膱D像處理系統(tǒng)的基本要素之一。光源系統(tǒng)的選擇精心與否,對圖像質(zhì)量的好壞有決定性影響,進(jìn)而影響系統(tǒng)效果。簡單來說,光源在一定程度上決定了檢測任務(wù)能否有效進(jìn)行。為視覺系統(tǒng)找到合適的光源并不困難。80%的應(yīng)用適合使用LED環(huán)形光、條形光或背光。在許多情況下用戶可以通過輕松修改或優(yōu)化光源來提高圖像亮度。
視覺對位系統(tǒng)、機械手視覺定位、圖像處理庫等為核心的20多款自主知識產(chǎn)權(quán)產(chǎn)品。涉及自動貼合機、絲印機、曝光機、疊片機、貼片機、智能檢測、智能鐳射等眾多行業(yè)領(lǐng)域。雙翌視覺系統(tǒng)最高生產(chǎn)精度可達(dá)um級別,圖像處理精準(zhǔn)、速度快,將智能自動化制造行業(yè)的生產(chǎn)水平提升到一個更高的層次,改進(jìn)了以往落后的生產(chǎn)流程,得到廣大用戶的認(rèn)可與肯定。隨著智能自動化生產(chǎn)的普及與發(fā)展,雙翌將為廣大生產(chǎn)行業(yè)帶來更全面、更精細(xì)、更智能化的技術(shù)及服務(wù)。