【调研分析】机器视觉光源选型

2024-04-27 05:28

本文主要是介绍【调研分析】机器视觉光源选型,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

核心原则与目标

在机器视觉应用中,光源的选择至关重要,其主要目标在于有效地控制物体表面的光线反射,以获取具有高对比度、亮度均匀、对目标位置变化不敏感的图像,确保图像背景与提取的特征明显分离。优质的光源可以简化算法处理,提升系统稳定性。

关键影响因素

  1. 光源位置 :光源位置直接影响入射角,进而决定反射光的分布,对获取高对比度图像至关重要。
  2. 表面纹理 :物体表面的光滑度决定了其反射特性。镜面反射表面倾向于定向反射,而漫反射表面则呈现复杂的散射光,使图像更显明亮。
  3. 表面形状 :复杂的表面形状会导致光源反射的多样化。如球形表面与平面物体的反射差异需通过调整光源角度来减少阴影。
  4. 光源均匀性 :光源的均匀性影响反射的均匀性。均匀光源能补偿表面角度变化,确保各部分反射一致,避免因不均匀光导致的图像质量问题。

光源选型前的需求分析

在选择光源之前,需明确以下信息:

  • 检测内容 :如外观检查、尺寸测量、OCR识别、纹理分析、轮廓分析等。
  • 物料属性 :材质、表面颜色、动态或静态图像采集。
  • 检测目标 :异物、伤痕、缺损、尺寸测量、形状识别、字符等。
  • 工作距离与安装条件 :对光源效果的影响。
  • 相机类型 :面阵/线阵、彩色/黑白,对光源选择的约束条件。

光源选择所需基础知识

  • 材质对光的反应 :不同材质对光的吸收、反射和透射特性各异。
  • 光波长的影响 :不同波长光的穿透率、衍射效应和扩散率存在差异。

选型基本要素

图像对比度 光源应确保被检测特征与背景之间具有最大对比度,便于特征提取。

光源亮度 充足的亮度有助于:

  • 提高信噪比,降低图像噪声。
  • 保持适当景深,防止因加大光圈导致景深减小。
  • 减少随机光(如自然光)对系统的干扰。

鲁棒性 光源应具有较低的位置敏感度,减少镜面反射对特征提取的干扰。光源方向性强可能导致镜面反射增多。

照明方法

  • 明视野 :使用直射光观察整体对象,散射光呈现黑色。
  • 暗视野 :以散射光观察整体对象,直射光呈白色。

选型总结 选择光源的核心在于最大化被测物与背景的对比度,确保两者清晰分离。因此,应选用性能稳定、光线均匀的光源,这对视觉系统的成功至关重要。

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