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机器视觉光源的选择

时间:2012-07-15来源:shixinhua.com 作者:石鑫华 点击: 999999次

机器视觉光源的选择

       机器视觉光源的选择,其实是一个比较考经验的问题。很多的系统集成者认为光源只是一个小小的零配件,其作用不重要,往往都是先行设计好机构,然后再来考虑视觉系统的光源相机镜头部分。这里面就会存在非常大的风险。如果一般的产品,大部分的光源可以解决的,倒是没有太多问题。当有一些特殊的检查对象,也许所有的视觉光源试用完了,发现只有那么一、两种可以使用,而且与设计制作的机构有很大的干涉、冲突,这时就比较杯具了,要想完成视觉功能,就必须修改机构。
       通常我们一般都建议客户先做光学实验,选择合适的光源、相机、镜头,然后再进行机构设计。这样可以减少许多风险,至少可以在前期就能确定使用机器视觉能否解决问题。
作为在这行业多年经验的工程师,决定使用什么光源和照明方式,可以从以下角度考虑:

被测物体的特征

       从石鑫华视觉网其它内容了解到,照明的目标是突出被检测物体,提高对比度,所以被测物体的特征是最为重要的。这需要大量的试验和经验积累。例如,光滑表面上的划痕需要用低角度的掠射,使表面反射的光线不能进入镜头,而划痕等瑕疵会改变光线的方向,从而形成黑色背景上的突出特征,对比度高,处理起来很容易。或者使用同轴光等同轴类的光源,将正常的表面表现的比较明亮,而划痕缺陷表现成不反光的黑色。

工作距离

         5mm和500mm的距离采用的光源显然是不可能一样的,光源到被则物体的距离决定了光源的很多指标 ,对于光源,光照度和距离的平方成反比,一般情况下,照度可以用这个规律来近似。而对于大部分的光源、如条形光源、环形光源、同轴光源、无影光源等,其均匀性是随着工作距离增加提高的。所以,如果需要较均匀的光源时,可以考虑适当提高光源的工作距离。

视场大小

        形成一个50mm直径和一个500mm直径的均匀视场所采用的光源是不可能一样的。视场越小,形成均匀照明越简单。因为大部分的光源,都可以在比较小的视野内形成均匀的照明。而随着视野的增大,光源要想再提供均匀的照明,就必须加长加宽,这样才能提供均匀照明。视野越大,可供选择的光源越少,受限制也越多。

光源亮度

        光源的亮度或者说是功率,某种型号的光源的亮度通常都是固定的。大部分的视觉应用,一般的光源亮度都是够用的。但是不排除一些特殊的应用,如高速拍摄时、复杂环境光拍摄时。高速拍摄,需要相机的曝光时间尽可能的短,通常在几十到几百微秒之间。这样的曝光时间,对光源的亮度要求非常高。这时就需要选择高亮的光源,或者使用频闪控制器硬件来提高光源的亮度。而复杂的环境光,为了减少环境光源的干扰,也需要把光源亮度提高,从而可以减小镜头的光圈、或相机的曝光时间,来达到检测目的。

安装方式

        如何安装到机械结构上,有多大的安装空间给光源?这种情况,通常是先进行机构设计后选择光学系统所造成的。或者是对整个机台的安装有要求时才会提出要求。通常来说,设备都是光学实验数据的。如果有特殊要求的,需要向光学实验者提出。从而选择比较适合的光源。
 
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