视觉如何提供稳定光源

本文目录一览：

• 1、机器视觉光源的选择
• 2、机器视觉怎样选择合适的光源
• 3、机器视觉光源有使用技巧吗？
• 4、如何提升机器视觉系统稳定性

机器视觉光源的选择

机器视觉光源的选择

机器视觉光源的选择，现代生活中日常照明离不开灯光，房屋装修更是对光源的要求比较高，数态搭光源大体分为冷光和暖光，不同光源视觉感都不同，下面一起来了解一下，机器视觉光源的选择。

机器视觉光源的选择1

机器视觉光源

机器视觉检测系统采用CCD照相机将被检测的目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号，图像处理系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，如面积、数量、位置、长度，再根据预设的允许度和其他条件输出结果，包括尺寸、角度、个数、合格不合格、有无等，实现自动识别功能。

机器视觉光源的选择

一、闭燃简单的预备知识

1、因材质和厚度不同、对光的透过特性（透明度）各异。

2、光根据其波长之长短、对物质的穿透能力（穿透率）各异。

3、光的波长越长、对物质的透过力越强，光的波长越短、在物质表面的扩散率越大。

4、透射照明、即是使光线透射对象物、并观察其透过光之照明手法。

二、光源

1、穏定均匀的光源极其重要。

2、目的：将被测物与背景尽量明顕区分。

3、摂取图像时、最重要之处是如何鲜明地获得：被测物与背景的浓淡差。

4、目前，在图像处理领域中最広范的技术手法是：二值化（白黒）处理。

以上就是我针对机器视觉光源的选择这一科技的发明阐述的资料了，随着科技的发达每天都有很多新鲜的东西问世，无论是那一方面的机器还是新鲜事物都是随着人们的需求而发展的。像褪壳机一类的就是褪花生跟瓜子薯拿发明的，都是省力又省时间的伟大发明呢。

机器视觉光源的选择2

一套完整的视觉检测系统主要包含图像采集部分和图像分析部分，而图像采集部分主要由工业相机、工业镜头以及机器视觉光源承担，今天我们主要介绍机器视觉光源的相关基础知识及选型技巧。

首先我们需要了解，机器视觉中的光源起到哪些作用：

1.照亮目标，提高亮度；

2.形成有利于图像处理的成像效果，降低系统的复杂性和对图像处理算法的要求；

3.克服环境光干扰，保证图像稳定性，提高系统的精度、效率。

恰当的光源照明设计可以使图像中的目标信息与背景信息得到最佳分离，这样不仅大大降低图像处理的算法难度，同时也提高系统的精度和可靠性。但非常遗憾，目前没有通用的机器视觉照明系统应对不同的检测要求，因此针对每个特定的案例，都需要设计合适的照明装置，以达到最佳效果。而不合适的照明，则会引起很多问题，机器视觉光源如此重要，却往往被很多人忽视。

目前机器视觉光源主要采用LED（发光二极管），由于其形状自由度高、使用寿命长、响应速度快、单色性好、颜色多样、综合性价比高等特点在行业内广泛应用：

一、形状自由度

一个LED光源是由许多单个LED组合而成的，因而跟其他光源相比，可做成更多的形状，更容易针对用户的情况，设计光源的形状和尺寸。

二、使用寿命长

为了使图像处理单元得到精确的、重复性好的测量结果，照明系统必须保证相当长的时间内能够提供稳定的图像输入。LED光源在连续工作10000到30000小时后，亮度衰减，但远比其他光源效果好。此外，用控制系统使其间断工作，可抑制发光管发热，寿命也将延长一倍。

三、响应速度快

LED发光管响应时间很短，响应时间的真正意义是能按要求保证多个光源或一个光源不同区域之间的工作切换，采用专用控制器给LED光源供电时，达到最大照度的时间小于10s。

四、颜色多样

除了光源的形状以外，得到稳定图像输入的另一方面就是选择光源的颜色。甚至相同形状的光源，由于颜色的不同得到的图像也会有很大的差别。实际上，如何利用光源颜色的技术特性得到最佳对比度的图像效果一直是光源开发的主要方向。

五、综合性运营成本低

选用低廉而性能没有保证的产品，初次投资的节省很快会被日常的维护、维修费用抵消。其他光源不仅耗电是LED光源的2~10倍，而且几乎每月就要更换，浪费了维修工程师许多宝贵的时间。而且投入使用的光源越多，在器件更换和人工方面的花费就越大，因此选用寿命长的LED光源从长远看是很经济的'。

机器视觉照明技术基础知识：

1）照射方式

选择不同的光源，控制和调节照射到物体上的入射光的方向是机器视觉系统设计的最基本的参数。它取决于光源的类型和相对于物体放置的位置，一般来说有两种最基本的方式：直射光和漫射光，所有其它的方式都是从这两种方法中延伸出来的。

直射光：入射光基本上来自一个方向，射角小，它能投射出物体阴影；

漫射光：入射光来自多个方向，甚至于所有的方向，它不会投射出明显的阴影。

2）反射方式

物体反射光线有两种不同的反射特性：直反射和漫反射。

直反射：光线的反射角等于入射角。直反射有时用途很大，有时又可能产生极强的眩耀。在大多数情况应避免镜面反射。

漫反散：照射到物体上的光从各个方向漫散出去。在大多数实际情况下，漫散光在某个角度范围内形成，并取决于入射光的角度。

3）颜色

光谱中很大的一部分电磁波谱是人眼可见的，在这个波长范围内的电磁辐射被称作可见光，范围在400nm至760nm之间（有的人可以观测到380~780nm），即从紫色380nm到红色780nm。

色环就是把可见光光谱中的色彩进行排序，形成红色连接到另一端的紫色。机器视觉中应用的色环通常包括6种不同的颜色，分为两大类：暖色和冷色。暖色由红色调构成，冷色来自于蓝色调。通常用相反色温的光线照射，图像可以达到最高级别的对比度；相同色温的光线照射，可以有效滤除。因此灵活利用色温特性，对我们选择光源很有帮助。

4）明视场和暗视场

明视场是最常用的照明方案，采用正面直射光照射形成。而暗视场主要由低角度或背光照明形成。对于不同项目检测需求，选择不同类型的照明方式，一般来说暗视场会使背景呈现黑暗，而被检物体则呈现明亮。

5）光源分类

目前主要有以下几种分类方式：

a）颜色

常用光源颜色集中在可见光范围，主要有白光（复合光）、红色、蓝色、绿色，另外红外光也比较普及，而紫外光由于各种原因，应用较少。

b）外形

各厂家会根据不同光源外形特性进行分类，也是目前的主流分类，比如环形光源、环形低角度光源、条形光源、圆顶光源（碗光源/穹顶光源）、面光源等。

c）工作原理/特性

按不同的应用方式或者原理进行分类，主要有无影光源、同轴光源、点光源、线光源、背光源、组合光源以及结构光源等。

常见的光源类型及照明方式

1.一般目的的照明（直接照明）：光直接射向物体，得到清楚的影像。

当我们需要得到高对比度物体图像的时候，这种类型的光很有效。但是当我们用它照在光亮或反射的材料上时，会引起类似镜面的反光。通用照明一般采用环状或点状照明。环光是一种常用的通用照明方式，很容易安装在镜头，可给漫反射表面提供足够的照明。

2.暗场照明：暗场照明是相对于物体表面提供低角度照明。

使用工业相机拍摄镜子，如果视野内能看见光源就认为是亮场照明，相反的在视野中看不到光源就是暗场照明。因此光源是亮场照明还是暗场照明与光源的位置有关。通常，暗场照明应用于对表面突起部分的照明或表面纹理变化的照明。

3.背光照明：从物体背面射过来均匀视场的光，通过相机可以看到物面的侧面轮廓。

背光照明常用于测量物体的尺寸和方向。背光照明产生很强的对比度。应用背光技术时，物体表面特征可能会丢失。例如，可以应用背光技术测量硬币的直径，但是却无法判断硬币的正反面。

4.漫射照明：连续漫反射照明应用于物体表面的反射性或者表面有复杂的角度。

连续漫反射照明应用半球形的均匀照明，以减小影子及镜面反射。这种照明方式对于完全组装的电路板照明非常有用。这种光源可以达到170球面度立体角范围的均匀照明。

5.同轴照明：同轴光的形成——通过垂直墙壁出来的发散光，射到一个使光向下的分光镜上，相机从上面通过分光镜看物体。

这种类型的光源对检测高反射的物体特别有帮助，还适合在周围环境产生阴影的影响下，检测面积不明显的物体。

6.偏振片：只允许振动方向平行于其允许方向的光通过，垂直分量被截止。

针对具体的应用，从众多的方案中选择一个最好的照明系统是整个图像处理系统稳定工作的关键。

机器视觉怎样选择合适的光源

选择最合适的机器视觉照明光源的八个小散雹技巧：

（1）检测材料缺损请使用亮度高的光；

（2）精确定位请使用合适波长的光；

（3）检测玻璃上的刮痕请使用非漫射的光，即Non-Diffused Light；

（4）检测透明包装请使用漫射光，即Diffused Light；

（5）创造对比请使用颜色光；

（6）检测快速移动物体请使用频闪光；

（7）消除反射时请使用红外光；

（8）消除颜色变化请使用红外光；

想了解更多机橘掘巧器视觉光源产品及光源选型内容可登录：网页链接圆键

机器视觉光源有使用技巧吗？

1、用尽量低的亮度等级使用光源

将光源等级设置于50%以下减小电流量，亏咐因此所发出热量少，避免亮度损耗。建议用30%-50%的光源等级。如果长期使用导致亮度减小，可逐渐提高亮度等级。

2、可梁空御安装风扇或提供空气流以散热。降低温度以减缓亮度的劣化。

3、只在成像时橡岩开启光源。

连续多次开关LED光源，对其使用寿命几乎没有影响。当LED作为频闪光源或仅根据外部信号需求而开启时，光源强度稳定LED寿命将明显增长。

想了解更多机器视觉光源产品及相关内容可登录：网页链接

如何提升机器视觉系统稳定性

本文翻译自

版权属于stemmer-imaging，仅供学习参考

如何才能让机器视觉系统更为稳定，这里的稳定性不仅仅是平常认为的可靠性，它是指在系统的实际场景和充满变数条件的环境中仍然保持足够的可靠性。

很多因素都会影响稳定性，比如周边环境，物体变化，视觉组件的影响等。机器视觉组件的选型是个有难度的活，它需要工程师对组件本身和组件供应商都非常熟悉，需要有足够的选型经验。在实验室运行的机器视觉系统和实际工作场景运行的系统面对的环境是天差地别的。

机器视觉系统包含一些重要部件，光源，镜头，相机，图像采集卡，数据传输，图像处理和测量软件等。随着各个部件的性能的提升，机器视觉系统的能力也呈指数级增长。系统的复杂度取决于特定的应用需求。选择最佳部件，不仅仅要考虑部件的性能能否满足需求（比如分辨率，帧率，测量算法等），同时需要考虑系统最终所处的环境条件。比如在工业领域，这些环境条件包含部件变化，移载，定位，处理接口，振动，环境光，温度，灰尘，油污，水信罩，电磁辐射等。在极端恶劣条件下，有时候需要将机器视觉组件添加保护措施。最典型的例子，有些相机需要在相对洁净环境下使用。不过，通常情况下，工业环境是能够满足工业相机的直接使用的。

环境对机器视觉组件的影响不仅仅是指对组件本身有破坏性，同时也会对测量效果产生影响。比如在温度变化的环境下，大部分工业相机能够在-5度和65度之间工作，在实际环境中，过高的温度往往会给相机成像带来噪度。不过这一点可以通过改善打光方式来提升信噪比。

另外，温度会影响LED光源的性能，随着LED温度上升，其亮度下降，这可以通过光源控制器来进行亮度输出补偿。LED自身生成的热量同样会加速老化甚至直接报废，所以需要良好的热设计。

其他部件也会有相应的温度限值，比如工业控制器/嵌入式PC一般都能使用工业环境，但如果没有风扇，那么很可能PC也会报废。为了保证机器视觉系统的稳定性，除了选择好的组件外，我们也要考虑被测物本身对温度的敏感性，比如金属物体对于温度存在热胀冷缩，因此当测量此类物体时，长度和体积都会发生变化。

在3D测量系统中，3d传感器的尺寸变化就会导致偏差，除非传感器的标定对温度进行了补偿处理。很多情况下，选择合适的组件就罩穗可以满足特定环境需求。

种种环境因素都会对成像产生影响，而这些影响都会是致命性的，因为图像是测量的重要参照物。

机器视觉系统的测量依赖于系统配置，智能相机具备图像采集，处理，分析等能力，嵌入式视觉系统往往需要多个相机来提供图像获取能力，内置图像处理和分析能力，而基于PC的系统会把程序放在PC中运行，精度和可重复性取决于特定的软件算法和亚像素级精度。

高质量的软件产品和库提供了比开源系统更为稳定可靠的工具，但这些需要在不同的场景和环境中才能被识别出来。当今的视觉系统能够容忍一定程度的产品大小和形状的变化，但是，就算是最稳定的视觉系统，往往会因为外部的影响导致结果很不理想，比如，振动会导致图像模糊失真，而可变的零件会导致得出不同的图像，过长的曝光时间会导致运动物体的图像锐度失真。

对于没有经验的机器视觉用户来说，容易被忽略的是，人眼实际看到的和图像采集系统获取的图片实际上有着很大的不同。眼睛会自动调整以便来调节动态范围，而一般的相机很难同时看清极亮和极暗环境。

阳光透过屋顶的光线或建筑物的阴影光线，通过机器操作可以改变摄像机的图像，而人眼可以自然的补偿结果并不自知为何能够同时看到。

计划，确定和实现一个满足需求的机器视觉系统需要包含选择合适的机器视觉组件，同时需要参考一下标准物坦卜，比如VDI/VDE/VDMA 2632 系列标准，由VDI/VDE Society Measurement and Automatic Control发行，德国的VDMA Machine Vision编写。这些标注的第二部分是需求规格准备指南，重点描述了环境影响因素。这个框架详细阐述了环境和规格的选定关系。它们包含：

通过VDI/VDE/VDMA 2632-2，不仅可以选择最佳解决方案，同时可以保证术语一致，确保了供应商选择无障碍。