機器視覺系統光源及打光

參考

機器視覺系統的核心部分是影象的採集（如何得到一幅好的）和影象的處理（如何找到最有效、最準確的演算法）。所有資訊均**於影象，影象質量對整個視覺系統非常關鍵。

僅說在處理軟體效能差異很微小的情況下，如何穩定、連續的獲取好的。獲取更好的途徑：針對每個特定的應用例項，根據工件的特性和現場的環境，選擇相應的光源，通過打光實驗選擇適合的打光方式，從而得到一幅好的影象。

一副好的影象應該具備如下條件：

對比度明顯，目標與背景的邊界清晰

背景盡量淡化而且均勻，不干擾影象處理

與顏色有關的還需要顏色真實，亮度適中，不過度**

光源主要的作用：

照亮目標，提高亮度

形成有利於影象處理的效果

克服環境光的干擾，保證影象穩定性

用作測量的工具或參照物

選光源一般遵循以下過程：

1，了解專案需求，明確要檢測（測量）的目標

2，分析目標與背景的區別，找出兩者之間成像差異最大的光學現象；

3，根據光源與目標之間的配合關係，初步確定光源的發光型別；

4，實際光源測試，以確定滿足要求的打光方式；

5，根據具體情況，確定適用於客戶的產品

常見的打光方式分明場照明和暗場照明。

光源在「w」型內即為明視場光源在「w」型外即為暗視場

各種打光結構：

漫射背光源貫穿投射：漫射背光源置於待測工件正下方，攝像系統垂直於工件和光源進行拍照

平行背光源貫穿投射：平行背光源置於待測工件正下方，攝像系統垂直於工件和光源進行拍照

低角度直射光：低角度光源照射，影象背景為黑色，即暗場照明。常用光源：條形光源、線型光、低角度環形光

高角度直射光：高角度光源照射，影象背景為白色，即明場照明。常用光源：高角度環形光、條形光、面光源、同軸光、點光。

散射光：直射光從檢測目標單側照射，光線照射到微觀粗糙結構時發生散射，沒有散射的區域為暗場，在影象中亮度較低，發生散射的區域亮度比較高

應用技巧：保證透射性良好的情況下，盡可能選擇波長比較短的光源

常用光源：線型光、條形光、點光等（大多數情況下需要特製光源）

漫射無影光：直射光一般均勻性比較差。球積分光源採用半球漫反射面，面均勻性、方向性都很好。其他型別的無影光大都是採用特製的漫射板，在其表面將透射光線散射，進而獲得均勻的光場。

常用光源：環積分光源，拱形光源、四邊無影光源、環形無影光源、超大面積光源、燈箱式光源等。

顏色過濾與加強：不同的物質，化學成分不同，因此當光線照射在物體表面時，不同波長的光子會不同程度地吸收和散射，巨集觀上表現為不同顏色的光，反射率不一樣。金銀銅鋁，對於波長比較短的光，鋁和銀的反射率遠遠高於金和銅。

應用例項：檢測工件為 ccd感光晶元的基底電路，焊盤是鍍銀的，焊線是純金的，檢測目標為焊線是否斷掉以及焊線在焊盤上焊接的位置。根據材料的反光特性，選擇藍色同軸光作為打光光源，鍍銀焊盤反射率比較高，影象中亮度比較高，焊線反射率比較低，在中為黑色，兩者區分比較明顯，此結構下得到的效果很穩定

同軸光路照射：

從上至下：相機、鏡頭、同軸光源、工件。光路垂直入射到工件表面，呈現出電池表面平整區亮度高，不平整區亮度低的明場效果。

表面劃傷檢測案例：多方向低角度方式

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