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机器视觉中的光源选型及打光方案分析<工业相机光源控制器怎么调>

机器视觉中的光源选型及打光方案分析

2.2.1 光源选择标准

光源的选择标准如下:

(1)光源均匀性要好,在有效的照射范围内,灰度值标准差要小;

(2)具有较宽的光谱范围,可以对不同材料的物体进行检测;

(3)光照强度要足够,提高信噪比,利于图像处理;

(4)具有较长的使用寿命及较高的稳定性,要保障光源在长时间运行状态下能够持续稳定的提供照明环境;

(5)成本低,易根据现场情况定制特殊形状光源。

2.2.2 光源的分类

光源从大类上可分为普通自然光和人造光源,由光照强度、色温及光源的几何形状来描述。在不锈钢表面缺陷检测系统中,为使采集到的图像达到高质量的要求,需要依据待检测目标的颜色、材质和形状,考虑所需光源的强度、光路和光谱等特性。在实际应用中,应优先选择明场照明方式,从而可以抑制自然光源及外界环境的干扰。

常用光源及相关特性如表2.1所示。

                                                                          表2.1 主要光源类型及其特性

类型

光效(lm/W)

平均寿命/(h)

色温/K

特点

卤素灯

12~24

1000

2800~3000

发热量大,价格便宜,形体小

荧光灯

50~120

1500~3000

3000~6000

价格便宜,适用于大面积照射

LED灯

110~250

100000

全系列

功耗低,发热小,使用寿命长,价格便宜,使用范围广

氙灯

150~330

1000

5500~12000

光照强度高,可连续快速点亮

激光

 

50000

全系列

具有良好的方向性、单色性与相干性

其中,LED光源具有发热少、功耗低、寿命长、光谱范围宽、发光强度高等优点,且可组合多样化的外形。因此,常使用LED作为照明光源。

2.2.3 颜色相关检测

在某些特定的检测场合下,光源颜色的不同会对最后的成像结果产生不同的影响。光源的颜色特性主要体现在以下两个方面:

色表:人眼直接观察光源所看到的颜色,即光源发出光的颜色。显色性:光源发出的光照到物体上后,反(透)射光显现物体颜色的能力。

根据光源的颜色特性,可以依据具体的检测目标来选择最合适的光源,不同颜色的光是由其波长决定的,光谱特性图如图2.1所示。

                                                        图2.1 光谱特性图

下表2.2介绍了几种常用颜色光源的特性及其适用领域:

                                                                               表2.2 不同颜色光源的特点

颜色类型

特点

白色光源

白色光源通常用色温来界定,色温高的颜色偏蓝色(冷色,色温>5000K),色温低的颜色偏红(暖色,色温

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