在機(jī)器視覺系統(tǒng)的精密架構(gòu)中,光源常常被視為一個(gè)基礎(chǔ)而非重點(diǎn)的組件,然而這種看法嚴(yán)重低估了其至關(guān)重要的作用。光源的本質(zhì)功能遠(yuǎn)不止于簡(jiǎn)單地照亮物體,而是通過精心的光學(xué)設(shè)計(jì),主動(dòng)塑造并增強(qiáng)目標(biāo)物體關(guān)鍵特征與其背景之間的對(duì)比度,為后續(xù)的圖像采集和處理提供比較好的原始數(shù)據(jù)。一個(gè)良好的光源解決方案能夠?qū)⑿枰獧z測(cè)的缺陷、字符、邊緣或紋理清晰地凸顯出來,同時(shí)比較大限度地抑制不必要的背景干擾和噪聲,從而極大地簡(jiǎn)化了圖像處理算法的復(fù)雜性,并直接提升了整個(gè)系統(tǒng)的檢測(cè)精度、可靠性以及重復(fù)性。可以說,圖像質(zhì)量的好壞,超過70%的因素取決于照明條件的選擇與設(shè)計(jì)。如果照明階段失敗,即使使用較先進(jìn)的相機(jī)和更復(fù)雜的算法,也難以挽回性地獲得理想的檢測(cè)結(jié)果。因此,光源是機(jī)器視覺應(yīng)用成功的真正基石和第一步,其選擇與配置必須經(jīng)過深思熟慮和嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,它決定了整個(gè)系統(tǒng)的性能上限。工程師必須像選擇相機(jī)和鏡頭一樣,甚至投入更多的精力來選擇和設(shè)計(jì)照明方案,充分考慮被測(cè)物的材質(zhì)、顏色、形狀、表面反光特性、運(yùn)動(dòng)速度以及環(huán)境光條件等多種因素,進(jìn)行綜合判斷與測(cè)試。漸變照明凸顯曲面0.1mm高度差,誤判率降低18%。蚌埠光源方型無影
偏振光在機(jī)器視覺中的應(yīng)用:消除反光與增強(qiáng)對(duì)比度偏振光技術(shù)是解決物體表面鏡面反射(眩光)和增強(qiáng)特定特征對(duì)比度的有效光學(xué)手段。其基本原理是利用偏振片(Polarizer)控制光波的振動(dòng)方向。在機(jī)器視覺照明中,典型的應(yīng)用模式有兩種:1.光源+偏振片,相機(jī)鏡頭前加偏振片:光源發(fā)出的非偏振光經(jīng)過起偏器(Polarizer)變?yōu)榫€偏振光照射物體。物體表面反射光包含鏡面反射(通常保持原偏振方向)和漫反射(偏振方向隨機(jī))。相機(jī)鏡頭前的檢偏器(Analyzer)若旋轉(zhuǎn)至與起偏器方向垂直(正交),則可有效阻擋鏡面反射光(變暗或消失),同時(shí)允許部分漫反射光通過。這能抑制眩光,使被眩光覆蓋的表面紋理、劃痕、印刷圖案等得以顯現(xiàn)。2.只相機(jī)鏡頭前加偏振片:當(dāng)環(huán)境光或光源(如穹頂光)包含偏振成分時(shí)(如來自金屬表面反射),旋轉(zhuǎn)檢偏器也能幫助過濾掉特定方向的偏振干擾光,增強(qiáng)圖像對(duì)比度。偏振照明特別適用于檢測(cè)光滑表面(金屬、玻璃、塑料、漆面)的劃痕、凹陷、異物、油污、薄膜厚度(利用雙折射效應(yīng))等。配置時(shí)需仔細(xì)調(diào)整光源偏振片與相機(jī)偏振片的相對(duì)角度(通常正交效果比較好),并考慮光線入射角的影響。雖然增加成本并損失部分光強(qiáng),但在解決棘手反光問題時(shí)效果突出。遼寧環(huán)形低角度光源環(huán)境環(huán)形近紅外光實(shí)現(xiàn)靜脈識(shí)別,誤識(shí)率低于0.001%。
6. 確定關(guān)鍵參數(shù):波長(zhǎng)(顏色)、照明角度、尺寸(覆蓋視場(chǎng))、亮度(考慮環(huán)境光壓制和曝光時(shí)間)、均勻性要求、是否需要頻閃/智能控制。7. 實(shí)物測(cè)試與驗(yàn)證:這是重點(diǎn)的步驟。搭建模擬環(huán)境,使用候選光源實(shí)際照射被測(cè)物(包括合格品和缺陷品),用相機(jī)拍攝圖像。評(píng)估:關(guān)鍵特征是否清晰凸顯?對(duì)比度是否足夠且穩(wěn)定?背景干擾是否被抑制?圖像是否滿足算法處理要求?測(cè)試不同樣品、不同位置、不同光源參數(shù)(亮度、角度)。8. 優(yōu)化與終選擇:根據(jù)測(cè)試結(jié)果調(diào)整光源類型、位置、角度、參數(shù)或組合方案。考慮成本、供貨、防護(hù)等級(jí)等因素。切忌只憑經(jīng)驗(yàn)或產(chǎn)品目錄選擇,實(shí)物測(cè)試是確保成功的關(guān)鍵。
環(huán)境光(日光、車間頂燈、其他設(shè)備光)是機(jī)器視覺系統(tǒng)的主要干擾源,可能導(dǎo)致圖像亮度不穩(wěn)定、對(duì)比度降低、顏色失真、引入噪聲,嚴(yán)重影響檢測(cè)的一致性和可靠性。應(yīng)對(duì)策略是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié):物理屏蔽:有效的方法。使用遮光罩、圍欄、隧道將檢測(cè)區(qū)域與環(huán)境光隔離,營(yíng)造受控照明環(huán)境。成本較高且可能影響產(chǎn)線布局。光源強(qiáng)度壓制:使用遠(yuǎn)強(qiáng)于環(huán)境光的主動(dòng)光源(通常配合頻閃),使環(huán)境光的貢獻(xiàn)在圖像中占比變得微不足道。需要高亮度光源和足夠功率。光譜過濾:在相機(jī)鏡頭前加裝窄帶通濾光片(Bandpass Filter),其中心波長(zhǎng)與光源波長(zhǎng)精確匹配,帶寬很窄(如±10nm)。環(huán)境光中與該波段不匹配的光被大量阻擋,而光源發(fā)出的光則高效通過,提升信噪比(SNR)。這是性價(jià)比極高的常用方案。同步檢測(cè)(鎖相放大):對(duì)光源進(jìn)行高頻調(diào)制(如強(qiáng)度正弦波變化),相機(jī)采集圖像后進(jìn)行同步解調(diào)提取信號(hào)。能有效抑制非同步的環(huán)境光噪聲,但系統(tǒng)復(fù)雜,適用于特定高要求場(chǎng)景。軟件補(bǔ)償(有限效果):如背景減法,效果不穩(wěn)定且依賴環(huán)境光恒定。實(shí)際應(yīng)用中常組合使用多種策略(如遮光罩+強(qiáng)光源+窄帶濾鏡)以達(dá)到比較好的抗環(huán)境光干擾效果,確保系統(tǒng)在變化的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)穩(wěn)定運(yùn)行。偏振紅光系統(tǒng)消除金屬眩光,確保航空零件紋理特征完整提取。
機(jī)器視覺光源的基礎(chǔ)作用與重要要求在機(jī)器視覺系統(tǒng)中,光源絕非簡(jiǎn)單的照明工具,而是決定圖像質(zhì)量、進(jìn)而影響整個(gè)系統(tǒng)精度和可靠性的重要要素。其重要作用在于增強(qiáng)目標(biāo)特征與背景或非目標(biāo)區(qū)域的對(duì)比度,確保相機(jī)能夠清晰、穩(wěn)定地捕捉到所需的視覺信息。一個(gè)理想的光源方案需滿足多項(xiàng)嚴(yán)格要求:首先,亮度充足且穩(wěn)定,避免環(huán)境光干擾并確保圖像信噪比;其次,方向性、均勻性與光譜特性可控,能根據(jù)被測(cè)物特征(如形狀、紋理、顏色、反光特性)靈活調(diào)整照明策略,突出關(guān)鍵細(xì)節(jié);再者,壽命長(zhǎng)、發(fā)熱低、響應(yīng)快,以適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的連續(xù)強(qiáng)勁度作業(yè)需求。此外,光源的物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(如尺寸、安裝方式)也必須與檢測(cè)場(chǎng)景(空間限制、在線/離線)和被測(cè)物體(尺寸、移動(dòng)速度)相匹配。因此,光源的選擇與配置是機(jī)器視覺應(yīng)用成功的第一步,也是工程師需要深入理解和精心設(shè)計(jì)的環(huán)節(jié),直接關(guān)系到后續(xù)圖像處理算法的復(fù)雜度和更終檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。遠(yuǎn)心光路消除透明畸變,軸承尺寸測(cè)量重復(fù)精度0.005mm。金華條形光源面
高對(duì)比紅光凸顯橡膠毛邊,檢測(cè)效率較人工提升8倍。蚌埠光源方型無影
機(jī)器視覺光源:賦能智能制造,點(diǎn)亮未來工業(yè)之眼 在智能制造的浪潮中,機(jī)器視覺光源以其獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢(shì),正成為工業(yè)自動(dòng)化不可或缺的一環(huán)。作為機(jī)器視覺系統(tǒng)的重要組件,我們的機(jī)器視覺光源以其高精度、高穩(wěn)定性、長(zhǎng)壽命等特點(diǎn),贏得了眾多客戶的青睞。 機(jī)器視覺光源的設(shè)計(jì),充分考慮了不同應(yīng)用場(chǎng)景的需求。無論是輪廓檢測(cè)、表面缺陷識(shí)別,還是顏色分揀、定位引導(dǎo),我們都能提供針對(duì)性的光源解決方案。通過控制光線方向和強(qiáng)度,我們的光源能夠在各種復(fù)雜環(huán)境下,確保機(jī)器視覺系統(tǒng)的高效穩(wěn)定運(yùn)行。 我們的機(jī)器視覺光源不僅具備突出的性能,更擁有出色的易用性。簡(jiǎn)潔的安裝方式、智能化的調(diào)光系統(tǒng),以及強(qiáng)大的兼容性,使其能夠輕松融入各類生產(chǎn)線,助力企業(yè)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)流程的自動(dòng)化升級(jí)。 展望未來,我們將繼續(xù)深耕機(jī)器視覺光源領(lǐng)域,不斷創(chuàng)新技術(shù),提升產(chǎn)品品質(zhì)。我們相信,隨著智能制造的深入發(fā)展,機(jī)器視覺光源將在更多領(lǐng)域綻放光彩,成為推動(dòng)工業(yè)進(jìn)步的重要力量。選擇我們的機(jī)器視覺光源,就是選擇了一個(gè)值得信賴的合作伙伴,讓我們攜手共創(chuàng)智能制造的美好未來。蚌埠光源方型無影