光源顏色(波長(zhǎng))選擇策略光源的顏色(發(fā)射光譜的中心波長(zhǎng))是機(jī)器視覺(jué)照明設(shè)計(jì)中至關(guān)重要的策略性選擇,直接影響目標(biāo)特征與背景的對(duì)比度。選擇依據(jù)的重要是被測(cè)物顏色及其光學(xué)特性?;パa(bǔ)色原理是常用策略:照射的顏色與物體顏色互為補(bǔ)色時(shí),物體吸收更多光而顯得更暗,背景(若反射該光)則亮,從而大化對(duì)比度。例如,用紅光照射綠色物體,綠色物體會(huì)吸收紅光(顯得暗),而白色背景反射紅光(顯得亮)。有時(shí)也用同色光照射以增強(qiáng)該顏色的飽和度。此外,某些材料對(duì)特定波長(zhǎng)有獨(dú)特吸收/反射/熒光特性(如紅外穿透塑料、紫外激發(fā)熒光)。結(jié)合相機(jī)前的帶通濾鏡,只允許特定波長(zhǎng)的光進(jìn)入相機(jī),可有效抑制環(huán)境光干擾并增強(qiáng)目標(biāo)光信號(hào)。常用單色光源波長(zhǎng)包括:紅光(630-660nm),通用性好,對(duì)金屬劃痕敏感;綠光(520-530nm),人眼敏感,相機(jī)量子效率高,常用于高分辨率檢測(cè);藍(lán)光(450-470nm),對(duì)細(xì)微紋理、劃痕敏感(短波長(zhǎng)衍射效應(yīng)弱),常用于精密檢測(cè);白光則提供全光譜信息,適用于顏色檢測(cè)或多特征綜合判斷。選擇時(shí)需考慮相機(jī)傳感器的光譜響應(yīng)曲線。X射線光源檢測(cè)鑄件內(nèi)部氣孔,穿透力達(dá)15mm鋼板。天津光源無(wú)影低角度環(huán)形
環(huán)形光源:通用性設(shè)計(jì)及其應(yīng)用要點(diǎn)環(huán)形光源(RingLight)是機(jī)器視覺(jué)中應(yīng)用更大量的基礎(chǔ)照明形式之一,其LED陣列呈環(huán)形排布,圍繞鏡頭同軸或成一定角度安裝。這種設(shè)計(jì)提供了均勻、對(duì)稱的照明場(chǎng),特別適用于檢測(cè)具有平面或規(guī)則曲面的物體,如PCB板、精密零件、瓶蓋、標(biāo)簽等。其重要優(yōu)勢(shì)在于能有效減少陰影,提供良好的整體均勻性。根據(jù)光線照射角度,環(huán)形光可分為:直射環(huán)形光(光線直射物體,對(duì)比度高,但可能產(chǎn)生鏡面反光);漫射環(huán)形光(光線經(jīng)漫射板柔和化,減少眩光,表面適應(yīng)性更好);低角度環(huán)形光(光線近乎平行于被測(cè)面,突出微小高度差、劃痕、凹陷或雕刻字符)。選擇環(huán)形光的關(guān)鍵參數(shù)包括環(huán)的直徑(需匹配鏡頭工作距離和視場(chǎng)大?。⒄彰鹘嵌?、漫射程度以及LED顏色。它尤其擅長(zhǎng)解決物體定位、表面缺陷初檢、字符識(shí)別等通用性問(wèn)題。然而,對(duì)于深凹槽內(nèi)部、具有復(fù)雜三維結(jié)構(gòu)或極度反光的物體,可能需要結(jié)合其他照明方式(如條形光、同軸光或穹頂光)才能獲得理想效果。湖南環(huán)形低角度光源面陣同軸紅光光源常用于單色相機(jī)。
心使命在于塑造圖像——通過(guò)精細(xì)的光影控制,將被測(cè)目標(biāo)的細(xì)微特征轉(zhuǎn)化為相機(jī)可清晰捕捉、算法可精確分析的高對(duì)比度圖像。恰當(dāng)?shù)墓庠茨軓?qiáng)力增強(qiáng)目標(biāo)與背景的對(duì)比度,主動(dòng)“凸顯”關(guān)鍵細(xì)節(jié)(如劃痕、字符或邊緣),同時(shí)巧妙抑制干擾(如反光、陰影或環(huán)境雜光)。若光源選擇失當(dāng),即使配置前列相機(jī)與復(fù)雜算法,系統(tǒng)性能也必受掣肘。波長(zhǎng)匹配: 材料特性決定光波選擇。金屬表面檢測(cè)常依賴短波藍(lán)光以增強(qiáng)紋理反差,而透明薄膜或生物樣本則可能需紅外光穿透成像。
偏振光在機(jī)器視覺(jué)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控制光波的振動(dòng)方向。典型應(yīng)用模式有兩種:第一種是“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)起偏器變?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)鏡頭前的檢偏器若旋轉(zhuǎn)至與起偏器方向垂直,則可有效阻擋鏡面反射光,同時(shí)允許部分漫反射光通過(guò),從而突出抑制眩光,使被眩光覆蓋的表面紋理、劃痕、印刷圖案等得以顯現(xiàn)。第二種是只相機(jī)鏡頭前加偏振片,用于過(guò)濾環(huán)境光中的偏振干擾。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、油污等。配置時(shí)需仔細(xì)調(diào)整光源與相機(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。雖然會(huì)增加成本并損失部分光強(qiáng),但在解決棘手反光問(wèn)題時(shí)效果突出。同軸平行光穿透透明瓶體,檢測(cè)灌裝液位精度±1mm。
點(diǎn)光源與光纖導(dǎo)光:精細(xì)聚焦與微距應(yīng)用在機(jī)器視覺(jué)中,當(dāng)需要極高亮度、極小光斑或深入狹窄空間進(jìn)行照明時(shí),點(diǎn)光源(SpotLight)結(jié)合光纖導(dǎo)光技術(shù)成為關(guān)鍵解決方案。點(diǎn)光源通常指能產(chǎn)生高度匯聚光束的光源單元,而光纖(如玻璃光纖束或液體光導(dǎo)管)則負(fù)責(zé)將光線從光源發(fā)生器高效、靈活地傳導(dǎo)至遠(yuǎn)端需要照明的微小區(qū)域。這種組合的優(yōu)勢(shì)在于:極高的光強(qiáng)密度:可將強(qiáng)大光能匯聚于微小目標(biāo)點(diǎn);靈活性與可達(dá)性:光纖非常細(xì)小柔韌,可輕易伸入設(shè)備內(nèi)部、深孔、縫隙或復(fù)雜結(jié)構(gòu)周圍進(jìn)行照明,不受空間限制;熱隔離:光源發(fā)生器(常為高功率鹵素?zé)艋騆ED)可放置在遠(yuǎn)離檢測(cè)點(diǎn)的地方,避免熱量影響敏感的被測(cè)物或光學(xué)元件;光斑形狀可控:通過(guò)在光纖輸出端加裝微型透鏡或光闌,可精確控制光斑的大小(從毫米級(jí)到亞毫米級(jí))、形狀(圓點(diǎn)、線、方框)和照射角度。點(diǎn)光源光纖照明在微電子(芯片、引線鍵合、焊點(diǎn)檢測(cè))、精密機(jī)械(鐘表零件、微型齒輪)、生物醫(yī)學(xué)(內(nèi)窺鏡輔助)、科研顯微以及需要局部高亮照明的場(chǎng)景(如微小劃痕、特定標(biāo)記點(diǎn)檢查)中不可或缺。選擇時(shí)需平衡光強(qiáng)需求、光斑尺寸、光纖長(zhǎng)度(光損)和光源的穩(wěn)定性。廣域漫反射照明覆蓋2m×1.5m區(qū)域,均勻度超90%。重慶環(huán)形光源光柵線型同軸
短波藍(lán)光激發(fā)防偽標(biāo)記,實(shí)現(xiàn)藥品包裝每秒50件篩查。天津光源無(wú)影低角度環(huán)形
汽車制造涉及海量零部件和復(fù)雜裝配,機(jī)器視覺(jué)光源支撐著眾多關(guān)鍵檢測(cè)環(huán)節(jié):零部件尺寸與幾何量測(cè)量:高精度背光(結(jié)合遠(yuǎn)心光路)用于測(cè)量墊片、活塞環(huán)、精密齒輪等輪廓尺寸;結(jié)構(gòu)光用于車身面板間隙面差測(cè)量。表面缺陷檢測(cè):金屬件(缸體、曲軸、齒輪):低角度條形光或環(huán)形光突顯機(jī)加工紋路、劃痕、毛刺、凹坑;漆面/外飾件(車門、保險(xiǎn)杠):穹頂光(抑制眩光)檢查橘皮、顆粒、流掛、污染、光澤不均;塑料內(nèi)飾件:環(huán)形光或同軸光檢查注塑缺陷、縮痕、熔接線、皮革紋理。裝配驗(yàn)證:螺釘擰緊:檢查螺釘頭類型、有無(wú)、是否浮起(常用環(huán)形光);線束插接:檢查插頭是否到位、鎖扣是否扣緊(環(huán)形光或局部照明);密封膠涂敷:檢查膠條連續(xù)性、位置、寬度(常需特定波長(zhǎng)或背光)。字符與條碼識(shí)別:零件上的DPM碼(直接部件標(biāo)記,如激光雕刻、點(diǎn)刻)常用低角度照明(產(chǎn)生陰影)或同軸光讀取。輪胎檢測(cè):檢查胎紋、側(cè)壁文字、缺陷(結(jié)構(gòu)光、多角度照明)。玻璃檢測(cè):檢查車窗、擋風(fēng)玻璃的劃痕、結(jié)石、氣泡(透射光、暗場(chǎng)照明)。光源需適應(yīng)汽車廠嚴(yán)苛環(huán)境(油污、震動(dòng)、溫度變化)并滿足高節(jié)拍生產(chǎn)要求(頻閃照明)??煽康墓庠词潜U掀囐|(zhì)量和自動(dòng)化生產(chǎn)的關(guān)鍵要素。天津光源無(wú)影低角度環(huán)形