機器視覺是用機器代替人眼來做測量和判斷,機器視覺系統主要包含相機、鏡頭、光源、圖像處理系統和執行機構。而光源作為其中重要組成部分,直接關系到系統的成敗。在視覺系統中圖像是核心,選擇合適的光源能夠呈現一幅好的圖像,能夠簡化算法提高系統穩定性,一幅圖像如果曝光過度則會隱藏很多重要的信息,出現陰影則會引起邊緣誤判,圖像不均勻則會導致閾值選擇困難。因此要保證有較好的圖像效果,就必須要選擇一個合適的光源。

機器視覺涉及行業廣泛包含電子、汽車、包裝、印刷、食品、醫療等。因而我們面臨的檢測產品也是多種多樣:形狀大小不同、顏色材質不一、檢測環境和指標各異。面對種類繁多要求各異的檢測產品如何選擇光源,我們先來看一下常見的光源特性。

目前理想的視覺光源有高頻熒光燈、光纖鹵素燈、氙氣燈、LED光源。應用最多是LED光源,這里就詳細介紹幾種常見的LED光源。

1、環形光源

LED燈珠排布成環形與圓心軸成一定夾角,有不同照射角度、不同顏色等類型,可以突出物體的三維信息;解決多方向照明陰影問題;圖像出現燈影情況可選配漫射板,讓光線均勻擴散。應用:螺絲尺寸缺陷檢測,IC定位字符檢測,電路板焊錫檢查,顯微鏡照明等。

2、條形光源

LED燈珠排布成長條形。多用于單邊或多邊以一定角度照射物體。突出物體的邊緣特征,可根據實際情況多條自由組合,照射角度與安裝距離隨有較好自由度。適用較大結構被測物。應用:電子元件縫隙檢測,圓柱體表面缺陷檢測,包裝盒印刷檢測,藥水袋輪廓檢測等。

3、同軸光源

經面光源采用分光鏡設計。適用于粗糙程度不同、反光強或不平整的表面區域,檢測雕刻圖案、裂縫、劃傷、低反光與高反光區域分離、消除陰影等。需要注意的是同軸光源經過分光設計有一定的光損失需要考慮亮度,并且不適用于大面積照射。應用:玻璃和塑料膜輪廓和定位檢測,IC字符及定位檢測,晶片表面雜質和劃痕檢測等。

4、圓頂光源

LED燈珠安裝在底部通過半球內壁反射涂層漫反射均勻照射物體。圖像整體的照度十分均勻,適用反光較強金屬、玻璃、凹凸表面、弧形表面檢測。應用:儀表盤刻度檢測,金屬罐字符噴碼檢測,芯片金線檢測,電子元件印刷檢測等。

5、背光源

LED燈珠排布成一個面(底面發光)或者從光源四周排布一圈(側面發光)。常用于突出物體的外形輪廓特征,適用于大面積照射,背光一般放置于物體底部需要考慮機構是否適合安裝,在較高的檢測精度下可以加強出光平行性來提升檢測精度。應用:機械零件尺寸及邊緣缺陷的測量,飲料液位及雜質檢測、手機屏漏光檢測,印刷海報缺陷檢測,塑料膜邊緣接縫檢測等。

6、點光源

高亮LED,體積小,發光強度高;多用在配合遠心鏡頭使用,一種非直接同軸光源,檢測視野較小。應用:手機內屏隱形電路檢測,MARK點定位,玻璃表面劃痕檢測,液晶玻璃底基校正檢測等

7、線光源

高亮LED排布,采用導光柱聚光,光線呈一條亮帶,通常用于線陣相機,采用側向照射或底部照射,線光源也可以不使用聚光透鏡讓光線發散,增加照射面積也可在前段添加分光鏡,轉變為同軸線光源。應用:液晶屏表面灰塵檢測,玻璃劃痕及內部裂紋檢測,布匹紡織均勻檢測等。

針對具體的應用,從眾多的方案中選擇一個最好的照明系統是整個圖像處理系統穩定工作的關鍵。遺憾的是,沒有一個通用的照明系統能夠適應各種場合。但由于LED光源多形狀及多顏色等特點,我們還是找到一些挑選視覺光源的方法,主要方法有以下兩種:

1、觀察試驗法(Look and Experiment-最常用的)嘗試著用不同類型的光源在不同的位置照射物體,然后通過相機觀察圖像;

2、科學分析法(Scientific Analysis-最有效的)分析成像的環境,推薦最好的解決方法。

深圳市昊天宸科技有限公司是一家集研發、專屬定制及銷售為一體的高新科技企業,生產線設備升級改造方案提供商。自成立以來,公司就一直專注于機器視覺檢測領域,自主研發生產機器視覺檢測設備、視覺檢測自動化設備、機器視覺外觀檢測設備、光學自動化檢測設備、CCD視覺檢測設備、光學篩選機、機器視覺檢測系統,同時提供定制化機器視覺檢測解決方案,為各大企業廠家提供非標自動化檢測設備,針對新能源電池、PCB線路板、精密部件、電子元器件等領域產品的尺寸測量、外觀缺陷、字符識別等方面進行自動化檢測,幫助客戶提高生產效率,提高產品質量,降低人工成本,增強市場競爭力。