选择光源
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1.1.光源选择原则:
根据对比度:
创造对比请使用颜色光:黑白相机与彩色光源
利用相邻色过滤背景;选择特征互补色使特征偏黑提高对比度
根据波长:
长波长穿透率高;短波长对物质表面的扩散率愈大.
精确定位使用合适波长:亮场
铜和金对短波长光源反光弱;银和铝在波长850nm左右反光相差最大;蓝光源能更好区分铜金铝差异
红光检测芯片;绿光可检测芯片和导线;
金属涂层表面检测(铜导线银涂层)红光检测基板;蓝光检测图层
蓝光单独提取焊接点使用红光出现问题:可以看到底部的导线
红外光:
消除反射用红外光:消除环境光带来了不想要的亮反射
消除颜色变化请使用红外光:用于在彩色对象之间消除灰度差别
材质:
材料缺损检测用高亮度光:亮场
检测塑料–用紫外或红外光
检测胶体-紫外光;
检测玻璃刮痕用非漫射光:暗场
透明包装用漫射光:连续漫射
表面光滑度-光滑粗糙
闪光,平的,但粗糙的表面,尝试用同轴散射光
平滑反光表面-低角度线光源(暗视场)
反光曲面,用散射圆顶光
其他检测:
检测快速移动物体请使用频闪光:频闪宽度 = 视场÷ 像素/移动速度
频闪能够产生比常亮照明20倍强的光
环境光问题:单色光源+滤镜
单个光源不能有效解决问题时考虑用组合光源
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2.选择光源
原则:
满足应用,综合考虑; 理论分析+实验;
目的:
对比度高,亮度大光源均匀,鲁棒性(光源对部件位置敏感度最小)
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3.步骤:
3.1.了解项目需求,需确定:
1)检测内容:尺寸面积外轮廓,缺陷划痕污迹,OCR,定位,存在,计数,颜色
2)对象特征:材质表面纹理,颜色,透光性,反光度;光滑度光滑粗糙;表面几何形状平面或曲面;
对象大小:决定视野视场(FOV)
工作距离:(WD)
对象材质:表面色彩,表面状态(平面弧面;光滑粗糙;反光吸光)
检测速度:
外界干扰:环境光干扰;工作空间;检测点,背景关系;配套设备(面阵,线阵)
3.2.初步确定光源:
物料特性:表面光滑度,暗淡光亮,平面弯曲,标记颜色,移动静止
光源类别:曲面用圆顶光源,光滑平面用同轴光源,粗糙平面用明视场光源;透光性好用IR光源
前景颜色多变化宜用彩色光源及白色光源
选择光源:均匀度稳定性好;光谱特征:色温卤灯黄色,氙灯蓝色;效率;寿命特性;费用,费用易购买
光源亮度,光源颜色,是否采用频闪,波长;图像泛白应降低光源亮度,或减小镜头光圈
图像亮度不均匀检查光源放平没有
3.3.确定空间结构:光源的安装位置
直射光源—环形光,同轴光源,圆顶光源;
侧射光源—环形光,条形光源,线光源,点光源;
背部照射—方形背光源,条形背光源。
3.4.准备物料,测试
测试样品(好,坏样品);测试光源(多种颜色)
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4.注意事项
4.1.影响因素:
相机的光谱响应特性,形状
打光方式(dark field, bright field, low angle, structure light)
LED器件(颜色, 发光角,亮度,寿命等)
辅助手段(偏光片,滤光片,漫射 片等) 即结构,光谱,强度,寿命,修正手段,价格等)
4.2.照明
一般照明:采用环状或点状照明
背光照明:产生很强对比度。表面特征可能会丢失
同轴照明:
定义:
与摄像头的轴向有相同方向的光照射到物体表面。使用一种特殊半反射镜面反射光源到摄像头的透镜轴方向。
半反射镜面只让从物体表面反射垂直于透镜的光源通过。
特性:
对实现扁平物体且有镜面特征表面的均匀照明很有用。
实现使表面角度变化部分高亮,因为不垂直于摄像头镜头的表面反射的光不会进入镜头,从而造成表面较暗。
连续漫反射照明:
应用于物体表面反射性或表面有复杂的角度,可170立体角范围均匀照明
应用半球形均匀照明,以减小影子及镜面反射。如组装后电路板照明
暗域照明:
暗域照明是相对于物体表面提供低角度照明;与光源的位置有关。
暗域照明应用:表面有突起部分或表面纹理变化的照明。
结构光:
是一种投影在物体表面有一定几何形状的光(如线形、圆形、正方形)
典型结构光涉及激光或光纤。结构光可用来测量相机到光源的距离。
多轴照明:使视野下不同特征表现不同对比度需要多重照明
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