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机器视觉光源概述
摘要说明 :

来源:欧宝彩票平台  作者:欧宝彩票官网  2022-08-19 21:34:49

  全球及中国机器视觉光源行业市场调查及投资可行性研究报告2022-2028年  表中国主要机器视觉光源生产商产品价格及市场占比 2022  机器视觉系统的核心是图像的采集和处理图像本身的成像质量对整

  全球及中国机器视觉光源行业市场调查及投资可行性研究报告2022-2028年

  表中国主要机器视觉光源生产商产品价格及市场占比 2022

  机器视觉系统的核心是图像的采集和处理图像本身的成像质量对整个视觉系统极为关键。光学光源则是影响机器视觉系统成像质量的重要因素好多光源和照明效果对视觉判断影响是很大的。

  通过适当的光源照明设计使图像的目标信息与背景信息得到最佳的分离可以大大降低图像处理算法分割、识别的难度同时提高系统的定位、测量精度使得系统的可靠性和综合性能得到提高。反之如果光源设计不当会导致在图像处理算法设计和成像系统设计中事倍功半。因此光源及光学系统的设计的成败是决定系统成败的首要因素。

  在机器视觉里的光源主要是指人造光源是人为的将各种形式的能量热能、电能、化学能转化成光辐射的器件。

  人工光源一般可分为以下几类热辐射光源、气体放电光源、固体发光光源、激光器。

  发光二极管LED光源作为一种新型的半导体发光材料在寿命和稳定性上具有非常明显的优势。

  LED均成直线或其组合排列照度高光源指向性强照明效果也符合直线型规律或其叠加。

  应用场合可用于电子元件识别与缺陷检测文字、形状识别等

  环形光源分为垂直照射环形光源角度照射环形光源低角度环形光源无影环形光源。

  用超高亮度LED高密度安装提供红、绿、蓝、白、红外、紫外等颜色

  用于塑胶容器检查、工件螺孔定位、标签检测、管脚、集成电路印子检测等类似用途。

  用超高亮度LED进行水平照射提供红、绿、蓝、白、红外、紫外等颜色

  低角度照射光照明对表面凹凸表现力强特别适用于晶片或者玻璃底基上的伤痕检测刻印文字的读取、工件边缘轮廓抽取、划痕检测等。

  使用超高亮度LED进行光线c;提供红、绿、蓝、白、红外、紫外等颜色

  漫反射二次光源光照均匀无影效果对镜面反射体如晶片或玻璃基底上的伤痕检测金属表面检测效果突出。

  使用超高亮度LED进行正面垂直照射提供红、绿、蓝、白、红外、紫外等颜色

  广泛用于半导体、PCB板、以及金属零件的表面成像检测具有很好的均匀性对光洁表面上的异常特征成像突出表现力好。

  光钎卤素灯的替代品可配合同轴镜头代替同轴光使用。

  光源的种类多样可以按照不同的要求使用不同的光源设计达到最佳的照明成像效果达到最佳的检测效果。

  一套视觉检测系统主要包括图像采集模块和图像处理模块而图像采集模块主要由工业相机、镜头以及光源组成。

  图像是机器视觉处理问题的核心光源是决定图像质量的重要因素。

  形成有利于图像处理的成像效果降低视觉检测系统的复杂度及对 图像处理算法的难度

  在工业实际运用中由于不同工件和材料对不同光源颜色吸收程度是不一样的要达到的效果不同检测的项目不同对光源颜色的需求也是不一样的所以选择一个正确的光源很重要。

  不同波长的光线呈现不同的颜色。波长决定特定颜色的特征。不同颜色光源的特点如下

  红色光源的波长通常在600-720之间其波长比较长可以透过一些比较暗的物体例如底材黑色的透明软板孔位定位、绿色线路板线c;透光膜厚度检测等采用红色光源更能提高对比度。

  红外光的波长一般为780-1400大多采用940波长的红外光红外光属于不可见光其透过力强。一般LCD屏检测、视频监控行业应用比较普遍

  紫外光的波长一般为190-400主要采用385波长的紫外光其波长短穿透力强主要应用于证件检测、触摸屏ITO检测、布料表面破损、点胶溢胶检测等方面金属表面划痕检测等

  为了方便应用可以把可见光波段的颜色首尾相接组成一个圆环也就是所谓的色环。色环中距离比较近的颜色为相近色或者相邻色关于圆环中心对称的为互补色离的比较远的为对比色。

  在光照环境中使用与物体本色相邻或相同的颜色照射物体在图像中的亮度会相对比较高反之如果使用对比色光照则会使物体在图像中显得比较暗。

  光源从大类上可分为普通自然光和人造光源由光照强度、色温及光源的几何形状来描述。在不锈钢表面缺陷检测系统中为使采集到的图像达到高质量的要求需要依据待检测目标的颜色、材质和形状考虑所需光源的强度、光路和光谱等特性。在实际应用中应优先选择明场照明方式从而可以抑制自然光源及外界环境的干扰。

  其中LED光源具有发热少、功耗低、寿命长、光谱范围宽、发光强度高等优点且可组合多样化的外形。因此常使用LED作为照明光源。

  环形光提供不同照射角度、同颜色组合更能突出物体的三维信息。光出射角度值在0°~90°

  0°~45°为低角度环形光源目前应用案例包括玻璃灰尘划痕检测金属外框划痕检测、光滑表面的划痕、破损检测以达到突显物体轮廓及划伤破损的效果。

  60°~90°光出射角度集中照射被测物表面突显物体的表面对不同特性应用案例有电感锡面检测字符检测不同数据接口的pin针检测以及平面喷码检测。

  条形光源可对长尺区域进行均匀照射同时通过角度改变可以完成多种照明效果。比如安装为斜向照射以漫反射光进行拍摄、辨别从而避免产生引起光晕的镜面反射光。此外还可将 CCD 与照明呈相同角度倾斜以获取镜面反射光从而突显出刻印等的边缘成分。

  光线经过球面漫射板反射之后光滑均匀的照射在被测物体上适用于被测物表面起伏不光的物体。应用案例进行曲面表面凹凸弧形检测。金属玻璃反光较强的表面检测。

  突出特点是具备高对比度在检测镜面、光泽面或希望以光泽差异进行辨别时非常有效。

  同轴光源从侧面将光线发射到半反射镜上反射镜再将光线反射到工件上。镜面反射光可以返回到 CCD而工件表面如刻印伤痕等凹凸不平的部分产生的漫反射光则不能接受到。这样就使得工件的边缘点形成了对比度。而且来自工件的光线c;不能接受到的漫反射光就越多形成更大的图像对比度和清晰度。

  可以实现小范围高亮度照明采用独特的聚光效果导光柱实现均匀的照射。应用利于包括液晶玻璃线c;玻璃表面划痕检测插头底部字符检测。

  光源位于相机和工件之间使用正面打光通过获取工件表面的反光而获得工件的表面信息。

  背光源与通用照明的不同之处是通常情况下使用时工件位于背光和镜头之间通过工件阻挡光线c;获取工件的轮廓信息。

  明确要检测或者测量的目标并且测试样品要丰富要有不同种类的完好样品及问题样品尽可能的让样品出现所有的问题特别是要有最难检测实际有问题的样品。

  了解产品特性包括产品大小、形状、纹理和颜色等。分析目标与背景的区别找出两者之间最可能差异大的光学现象确定工业相机、光源、被测物的空间结构关系

  根据光源与目标之间的配合关系初步确定合适的光源发光类型

  要多款备用测试光源LED光源常见的几大类以及不同的颜色都要有。拿实际光源测试以确定满足要求的打光方式。在测试中也要考虑光源的安装空间大小问题。

  光源分为两大类自然光源和人造光源。自然光源主要是指日光还包括星光等。能被有效利用的主要是日光星光只能用作导航的参照物。早期的人造光源主要是燃烧燃料的一些灯具如蜡烛、油灯。

  机器视觉系统的核心是图像的采集和处理。所有信息均来源于图像图像的质量对整个视觉系统极为关键。一幅好的图像可以提高整个系统的稳定性从而大大降低图像处理算法的难度同时提高系统的精度和可靠性合理有效的照明方案尤为重要。

  1. 对比度要求目标与背景灰度值一般相差30以上过渡像素满足精度检测要求。

  2. 均匀性要求图像整体灰度均匀不均匀但灰度差不影响图像处理。

  3. 线a;与颜色有关的需要颜色线c;亮度适中不过度曝光。

  光源是影响图像质量的重要因素因为它直接影响输入数据的质量。目前尚没有一个通用的机器视觉照明设备。因此针对每个不同的案例需要选择合适的照明装置以达到最佳照明效果。

  机器视觉常用的光源主要有 LED灯、激光、光纤卤素灯、 氙灯、高频荧光灯等。

  2、LED灯的设计寿命一般在50000小时以上频闪使用寿命更长。

  3、与其它类型光源比较LED光源的光电转化效率更高节能环保。

  4、LED灯可以根据需求选择不同的波段、色温、显色指数等光学参数。

  光通量(luminous flux)指人眼所能感觉到的辐射功率它等于单位时间内某一波段的辐射能量和该波段的相对视见率的乘积。由于人眼对不同波长光的相对视见率不同所以不同波长光的辐射功率相等时其光通量并不相等。光源的辐射能通量是指对人眼所引起视觉的物理量。即单位时间内某一波段内的辐射能量与该波段的相对视见率的乘积。人眼对不同波段的光视见率不同;故不同波段的光辐射功率相等而光通量不等。

  光强是发光强度的简称。表示光源在单位立体角内光通量的多少。 发光强度是指光源在指定方向上的单位立体角内发出的光通量 也就是说光源向空间某一方向辐射的光通密度。符号用I表示国际 单位是candela(坎德拉)简写cd。光强代表了光源在不同方向上的 辐射能力。通俗的说发光强度就是光源所发出的光的强弱程度。

  通常指光源发出的光线在某一受照面的一定范围内的照度值均 匀亮度一致则称为光源在该受照面的照度均匀。光源在该受照面的均匀性受到光源本身的设计以及光源的工作距离和工作角度等影响。

  理想点光源的光线经过特殊透镜模组能够形成出射方向相同 的平行光线。光源平行性越好光斑就越不容易随照射距离的变化而发生形状大小的改变。平行光源多用于镜面材料的缺陷检测、激光雕刻识别等。

  色温是表示光线中包含颜色成分的一个计量单位。从理论上讲 色温是指绝对黑体从绝对零度(-273℃)开始加温后所呈现的颜色。 黑体在受热后逐渐由黑变红转黄发白最后发出蓝色光。当加热到一定的温度黑体发出的光所含的光谱成分就称为这一温 度下的色温计量单位为“K”(开尔文)、如果某一光源发出的光 与某一温度下黑体发出的光所含的光谱成分相同即称为某K色温。

  显色性是光源的光照射到物体上所产生的客观效果和对物体真实颜色的显现程度。光源的显色性是由显色指数(Ra)来表明它表示物体在光下颜色比基准光(太阳光)照明时颜色的偏离能较全面反映光源的颜色特性。显色性高的光源对颜色显现能力较强在其照射之下看到的颜色就比较接近自然原色比较逼线b;显色性低的光源对颜色的显现能力就比较差在其照射下看到的物体颜色与自然原色差异也比较大。光源的色温与显色性并没有直接的关系。国际照明委员会CIE把太阳的显色指数定为100各类光源的显色指数各不相同。一般工业上光源显色指数为Ra90-100显色性优秀 应用于色彩精确比对的场所Ra80-89显色性良好应用于色彩需要正确判断的场所。OPT标准的LED灯色温在5000 ~ 7000K范围 显色指数70-90高显指的色温在2700 ~ 5600K范围显色指数大于95。

  LED灯珠寿命通常在50000小时以上与传统光源灯丝熔断停止发光不同LED不会直接停止发光而是光通量随时间流逝而下降通常以光源的光通量下降到初始的50%作为寿命时长。热量是影响LED光源寿命的主要因素通过优化LED光源电气设计和散热设计采用频闪触发控制光源工作降低LED工作温度能够有效延长LED光源的寿命。

  光本质上是一种电磁波在整个电磁辐射波谱中可见光只占 其中一小部分波长在380nm ~ 780nm之间的那部分可以为人眼所感知称为可见光。对不可见光一般将波长在10nm-400nm之间的光称为紫外光将波长在770nm ~ 1mm之间的光称为红外光。

  从紫色经由蓝、青、绿、黄、橙到红色的颜色渐变中红、绿、 蓝三色中的任意一种均不能由其他两种调配出来而且它们经一定比例混合可以组成包括白光在内的任意颜色因此称为光的三基色。以此为基底可以建立一种颜色空间即常说的RGB空间一 种颜色对应该空间中的一个点。除此之外还有很多其他的颜色空间例如HSI、CIE、CMY、CMYK(印刷)等。颜色的主要合成关系 如下表所示如果两种颜色含有完全相同的基色成分则称这两种颜色为相同色如果两种颜色的组合成分有差异但差异不大则称这两种颜色为相近色如果两种颜色没有任何共同成分、则称这两种颜色为对比色如果两种颜色以适当比例混合生成白光、则称这两种颜色为互补色。

  光照射到物体表面反射光的颜色主要与物体表面的自然色一 致光穿过透明的物体之后透射光的颜色主要与透明体颜色一致。 如果入射的颜色和物体本身颜色一致或者比较接近则反射率或者透射率会比较高反之如果入射光与物体的自然色是对比色则反射率或者透射率会比较低。

  为了方便应用可以把可见光波段的颜色首尾相接组成一个圆 环即所谓的色环。色环中距离比较近的颜色为相近色或者相邻 色圆环中心对称的为互补色离得比较远的为对比色。在光照环境中使用与物体本色相邻或相同的颜色照射物体在图像中的亮 度会相对比较高反之如果使用对比色光照则会使物体在图像中显得比较暗。如下图所示分别使用三种颜色光照射三基色图片的效果左边从上到下依次是红、绿、蓝光照拍摄的彩色图片右边是对应的黑白图片。从中可以发现与照射光相同的颜色将融入到白色背景中去而与之互补的颜色将变成黑的。因此选择合适颜色的光照可以过滤某些干扰背景也可以加强对比效果。

  1、光源可以提高图像的质量从而提高整个机器视觉系统的稳定性从而大大降低图像处理算法的难度同时提高系统的精度和可靠性。

  3、光源的基本性能主要是光通量、发光效率、发光强度、光照度、均匀性、平行性、色温、显色性、寿命、颜色等。

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  专业词汇中英文详解 1. 发光二极管LED:一种新型的固态照明器件。 2.

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