机器视觉中的光源与打光

本文目录一览：

• 1、机器视觉需要学什么
• 2、机器视觉系统中最关键的部分是什么？
• 3、机器视觉光源的如何选择
• 4、机器视觉光源
• 5、详细介绍机器视觉光源的特点和应用

机器视觉需要学什么

机器视觉需要学：视觉成像、图像处理和运动控制。

一、视觉成像部分

视觉成像又包含几个典型组件：光源，镜头，CCD工业相机。光源和镜头都需要我们掌握光学知识，不同的打光方式，可以让相机对物体产生完全不同的成像；而镜头的倍率，焦距，视野等的选择不同直接决定了成像的逼真度。

工业相机需要我们掌握光电知识，掌握相机传感器的区别，掌握图像成像的基本知识如清晰度，动态范围，视场角等等，这样我们才能根据需求和场景选择正确的相机，最快速的掌握这些知识的方法是买一台入门级单反来研究透这些成像参数和成像的关系。

二、图像处理部分

图像处理我们一般理解是在PC机器上进行的，实际上在工业领域，大部分采用工控机，因为它稳定，加上有成本优势。近些年的发展，嵌入式硬件也在蓬勃发展，很多工厂对于小的需求比如控制几百台仪表盘的开关和状态监控，完全可以利用树莓派等开源硬件实现。

在软件部分，掌握这其中的一门编程语言是必备的；而在图像算法层面，典型的开源算法有opencv，商用的有halcon，visionpro等，建议最开始可以先以halcon入门；如果在算法层面想进一步深入，可以研究一下机器学习，这可能是未来的主要方向。

三、运动控制部分

典型的运动控制卡如固高，可以入手研究一下。更为高级一点的PLC，也可以玩起来，这部分的难点在于，精度的矫正，因为很多场景和需求对精度的要求是非常高的。

机器视觉系统中最关键的部分是什么？

机器视觉系统的5大关键部分：

1. 机器视觉光源

光源作为机器视觉系统中输入的重要部件，它的好坏直接影响着输入数据的质量和应用效果。由于没有通用的机器视觉光源设备，所以针对每个特定的应用实例，需要选择相应的视觉光源，以达到最佳效果。常见的光源有：LED环形光源、低角度光源、背光源、条形光源、同轴光源、冷光源、点光源、线型光源、平行光源等。

2. 工业镜头

镜头在机器视觉系统中主要负责光束调制，并完成信号传递，而镜头类型则包括：标准、远心、广角、近摄和远摄等，选择依据一般是根据相机接口、拍摄物距、拍摄范围、CCD尺寸、畸变允许范围、放大率、焦距和光圈等。

3. 工业相机

工业相机在机器视觉系统中最本质功能就是将光信号转变为电信号，与普通相机相比，它具有更高的传输力、抗干扰力以及稳定的成像能力。按照不同标准可有多种分类：按输出信号方式，可分为模拟工业相机和数字工业相机；按芯片类型不同，可分CCD工业相机和CMOS工业相机，这种分类方式最为常见。

4. 图像采集卡

图像采集卡虽然只是完整机器视觉系统的一个部件，但它同样非常重要，直接决定了摄像头的接口：黑白、彩色、模拟、数字等。比较典型的有PCI采集卡、1394采集卡、VGA采集卡和GigE千兆网采集卡。这些采集卡中有的内置多路开关，可以连接多个摄像机，同时抓拍多路信息。

5. 机器视觉软件

机器视觉软件是机器视觉系统中自动化处理的关键部件，根据具体应用需求，对软件包进行二次开发，可自动完成对图像采集、显示、存储和处理。在选购机器视觉软件时，一定要注意开发硬件环境、开发操作系统、开发语言等，确保软件运行稳定，方便二次开发。

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机器视觉光源的如何选择

光源选择应注重以下几点：

1、 对比度

好的光源应该要保证将物体的特征明显的表现出来，易于与其他物体形成对比。那么，怎么用光源来检测图像的对比度呢？可以使用相同颜色的光源照射物体，看看是否有部分变亮；或是采用相反颜色的光源照射物体，看是否有部分变暗；或是采用不同的波长照射物体，物体穿透能力越强，波长则越短。

2、适应性

好的光源应该能够做到在实验中和实际中的效果一致，要拥有良好的适应环境的性能。

3、均匀性

光源在使用的时候要保证均匀性，要保证整个系统的正常运行

4、可维护性

可以了解下51camera自主研发的机器视觉光源

ZQA-3000W 为51camera自主研发，专为复杂环境下视觉照明使用的光源。具有照射范围大，亮度高，亮度稳定等优点。在高速频闪的工作模式下可以精准控制点亮时刻及点亮时间；可以在高速、远距离、大范围、危险环境、高温、光线干扰等各种环境下为视觉系统提供可靠的照明。

ZQA-3000W 选用超高品质材料，瞬间亮度超高、稳定性好。在指定大小区域内，可以达到 1000000Lux 以上瞬间亮度。产品可无衰减点亮 10^8 次以上。

ZQA-3000W 采用独有技术，可瞬间增量至普通光源的十倍以上。 驱动电路为自主研发电路，点亮时间可做 us 级调节，可提供反接保护，过载保护等。

应用场景：

公路智能交通

轨道交通

隧道检测

大型工件定位及检测

机器人抓取

安全与监控

医药生产

化学生产

高温状态下物体检测

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机器视觉光源

OPT标准光源25大系列：环形光源、条形光源、高均匀条形光源、组合条形光源、同轴光源、底部背光源、侧部背光源、平行背光源、线形光源、线形同轴光源、点光源、球积分光源、平面无影光源、RIH四边漫射无影光源、RIF环形漫射无影光源、RIE双向高均匀漫射无影光源、RIW多方向高均匀漫射无影光源、RIU球状分布式圆对称无影光源、平行集光光源、SMT行业对位光源、AOI检测专用光源、光纤点光源、大功率系列光源、红外光源、紫外光源共25大系列。

详细介绍机器视觉光源的特点和应用

1、环形光源

环形光源提供不同照射角度、不同颜色组合，更能突出物体的三维信息；高密度LED阵列，高亮度；多种紧凑设计，节省安装空间；解决对角照射阴影问题；可选配漫射板导光，光线均匀扩散。

应用领域：PCB基板检测，IC元件检测，显微镜照明，液晶校正，塑胶容器检测，集成电路印字检查

2、背光源

用高密度LED阵列面提供高强度背光照明，能突出物体的外形轮廓特征，尤其适合作为显微镜的载物台。红白两用背光源、红蓝多用背光源，能调配出不同颜色，满足不同被测物多色要求。

应用领域：机械零件尺寸的测量，电子元件、IC的外型检测，胶片污点检测，透明物体划痕检测等。

3、条形光源

条形光源是较大方形结构被测物的首选光源；颜色可根据需求搭配，自由组合；照射角度与安装随意可调。

应用领域：金属表面检查，图像扫描，表面裂缝检测，LCD面板检测等。

4、同轴光源

同轴光源可以消除物体表面不平整引起的阴影，从而减少干扰；部分采用分光镜设计，减少光损失，提高成像清晰度，均匀照射物体表面。

应用领域：系列光源最适宜用于反射度极高的物体，如金属、玻璃、胶片、晶片等表面的划伤检测，芯片和硅晶片的破损检测，Mark点定位，包装条码识别。

5、AOI专用光源

不同角度的三色光照明，照射凸显焊锡三维信息；外加漫射板导光，减少反光；不同角度组合；

应用领域：用于电路板焊锡检测。

6、球积分光源

具有积分效果的半球面内壁，均匀反射从底部360度发射出的光线，使整个图像的照度十分均匀。

应用领域：合于曲面，表面凹凸，弧形表面检测，或金属、玻璃表面反光较强的物体表面检测。

7、线形光源

超高亮度，采用柱面透镜聚光，适用于各种流水线连续检测场合。

应用领域：阵相机照明专用，AOI专用。

8、点光源

大功率LED，体积小，发光强度高；光纤卤素灯的替代品，尤其适合作为镜头的同轴光源等；高效散热装置，大大提高光源的使用寿命。

应用领域：适合远心镜头使用，用于芯片检测，Mark点定位，晶片及液晶玻璃底基校正。

9、组合条形光源

四边配置条形光，每边照明独立可控；可根据被测物要求调整所需照明角度，适用性广。

应用领域：CB基板检测，IC元件检测，焊锡检查，Mark点定位，显微镜照明，包装条码照明，球形物体照明等。

10、对位光源

对位速度快；视场大；精度高；体积小，便于检测集成；亮度高，可选配辅助环形光源。

应用领域：VA系列光源是全自动电路板印刷机对位的专用光源。

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