機(jī)器視覺中的光源與打光

本文目錄一覽：

• 1、機(jī)器視覺需要學(xué)什么
• 2、機(jī)器視覺系統(tǒng)中最關(guān)鍵的部分是什么？
• 3、機(jī)器視覺光源的如何選擇
• 4、機(jī)器視覺光源
• 5、詳細(xì)介紹機(jī)器視覺光源的特點(diǎn)和應(yīng)用

機(jī)器視覺需要學(xué)什么

機(jī)器視覺需要學(xué)：視覺成像、圖像處理和運(yùn)動(dòng)控制。

一、視覺成像部分

視覺成像又包含幾個(gè)典型組件：光源，鏡頭，CCD工業(yè)相機(jī)。光源和鏡頭都需要我們掌握光學(xué)知識(shí)，不同的打光方式，可以讓相機(jī)對(duì)物體產(chǎn)生完全不同的成像；而鏡頭的倍率，焦距，視野等的選擇不同直接決定了成像的逼真度。

工業(yè)相機(jī)需要我們掌握光電知識(shí)，掌握相機(jī)傳感器的區(qū)別，掌握?qǐng)D像成像的基本知識(shí)如清晰度，動(dòng)態(tài)范圍，視場(chǎng)角等等，這樣我們才能根據(jù)需求和場(chǎng)景選擇正確的相機(jī)，最快速的掌握這些知識(shí)的方法是買一臺(tái)入門級(jí)單反來研究透這些成像參數(shù)和成像的關(guān)系。

二、圖像處理部分

圖像處理我們一般理解是在PC機(jī)器上進(jìn)行的，實(shí)際上在工業(yè)領(lǐng)域，大部分采用工控機(jī)，因?yàn)樗€(wěn)定，加上有成本優(yōu)勢(shì)。近些年的發(fā)展，嵌入式硬件也在蓬勃發(fā)展，很多工廠對(duì)于小的需求比如控制幾百臺(tái)儀表盤的開關(guān)和狀態(tài)監(jiān)控，完全可以利用樹莓派等開源硬件實(shí)現(xiàn)。

在軟件部分，掌握這其中的一門編程語言是必備的；而在圖像算法層面，典型的開源算法有opencv，商用的有halcon，visionpro等，建議最開始可以先以halcon入門；如果在算法層面想進(jìn)一步深入，可以研究一下機(jī)器學(xué)習(xí)，這可能是未來的主要方向。

三、運(yùn)動(dòng)控制部分

典型的運(yùn)動(dòng)控制卡如固高，可以入手研究一下。更為高級(jí)一點(diǎn)的PLC，也可以玩起來，這部分的難點(diǎn)在于，精度的矯正，因?yàn)楹芏鄨?chǎng)景和需求對(duì)精度的要求是非常高的。

機(jī)器視覺系統(tǒng)中最關(guān)鍵的部分是什么？

機(jī)器視覺系統(tǒng)的5大關(guān)鍵部分：

1. 機(jī)器視覺光源

光源作為機(jī)器視覺系統(tǒng)中輸入的重要部件，它的好壞直接影響著輸入數(shù)據(jù)的質(zhì)量和應(yīng)用效果。由于沒有通用的機(jī)器視覺光源設(shè)備，所以針對(duì)每個(gè)特定的應(yīng)用實(shí)例，需要選擇相應(yīng)的視覺光源，以達(dá)到最佳效果。常見的光源有：LED環(huán)形光源、低角度光源、背光源、條形光源、同軸光源、冷光源、點(diǎn)光源、線型光源、平行光源等。

2. 工業(yè)鏡頭

鏡頭在機(jī)器視覺系統(tǒng)中主要負(fù)責(zé)光束調(diào)制，并完成信號(hào)傳遞，而鏡頭類型則包括：標(biāo)準(zhǔn)、遠(yuǎn)心、廣角、近攝和遠(yuǎn)攝等，選擇依據(jù)一般是根據(jù)相機(jī)接口、拍攝物距、拍攝范圍、CCD尺寸、畸變?cè)试S范圍、放大率、焦距和光圈等。

3. 工業(yè)相機(jī)

工業(yè)相機(jī)在機(jī)器視覺系統(tǒng)中最本質(zhì)功能就是將光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，與普通相機(jī)相比，它具有更高的傳輸力、抗干擾力以及穩(wěn)定的成像能力。按照不同標(biāo)準(zhǔn)可有多種分類：按輸出信號(hào)方式，可分為模擬工業(yè)相機(jī)和數(shù)字工業(yè)相機(jī)；按芯片類型不同，可分CCD工業(yè)相機(jī)和CMOS工業(yè)相機(jī)，這種分類方式最為常見。

4. 圖像采集卡

圖像采集卡雖然只是完整機(jī)器視覺系統(tǒng)的一個(gè)部件，但它同樣非常重要，直接決定了攝像頭的接口：黑白、彩色、模擬、數(shù)字等。比較典型的有PCI采集卡、1394采集卡、VGA采集卡和GigE千兆網(wǎng)采集卡。這些采集卡中有的內(nèi)置多路開關(guān)，可以連接多個(gè)攝像機(jī)，同時(shí)抓拍多路信息。

5. 機(jī)器視覺軟件

機(jī)器視覺軟件是機(jī)器視覺系統(tǒng)中自動(dòng)化處理的關(guān)鍵部件，根據(jù)具體應(yīng)用需求，對(duì)軟件包進(jìn)行二次開發(fā)，可自動(dòng)完成對(duì)圖像采集、顯示、存儲(chǔ)和處理。在選購(gòu)機(jī)器視覺軟件時(shí)，一定要注意開發(fā)硬件環(huán)境、開發(fā)操作系統(tǒng)、開發(fā)語言等，確保軟件運(yùn)行穩(wěn)定，方便二次開發(fā)。

想了解更多機(jī)器視覺相關(guān)內(nèi)容可登錄：網(wǎng)頁鏈接

機(jī)器視覺光源的如何選擇

光源選擇應(yīng)注重以下幾點(diǎn)：

1、 對(duì)比度

好的光源應(yīng)該要保證將物體的特征明顯的表現(xiàn)出來，易于與其他物體形成對(duì)比。那么，怎么用光源來檢測(cè)圖像的對(duì)比度呢？可以使用相同顏色的光源照射物體，看看是否有部分變亮；或是采用相反顏色的光源照射物體，看是否有部分變暗；或是采用不同的波長(zhǎng)照射物體，物體穿透能力越強(qiáng)，波長(zhǎng)則越短。

2、適應(yīng)性

好的光源應(yīng)該能夠做到在實(shí)驗(yàn)中和實(shí)際中的效果一致，要擁有良好的適應(yīng)環(huán)境的性能。

3、均勻性

光源在使用的時(shí)候要保證均勻性，要保證整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行

4、可維護(hù)性

可以了解下51camera自主研發(fā)的機(jī)器視覺光源

ZQA-3000W 為51camera自主研發(fā)，專為復(fù)雜環(huán)境下視覺照明使用的光源。具有照射范圍大，亮度高，亮度穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。在高速頻閃的工作模式下可以精準(zhǔn)控制點(diǎn)亮?xí)r刻及點(diǎn)亮?xí)r間；可以在高速、遠(yuǎn)距離、大范圍、危險(xiǎn)環(huán)境、高溫、光線干擾等各種環(huán)境下為視覺系統(tǒng)提供可靠的照明。

ZQA-3000W 選用超高品質(zhì)材料，瞬間亮度超高、穩(wěn)定性好。在指定大小區(qū)域內(nèi)，可以達(dá)到 1000000Lux 以上瞬間亮度。產(chǎn)品可無衰減點(diǎn)亮 10^8 次以上。

ZQA-3000W 采用獨(dú)有技術(shù)，可瞬間增量至普通光源的十倍以上。 驅(qū)動(dòng)電路為自主研發(fā)電路，點(diǎn)亮?xí)r間可做 us 級(jí)調(diào)節(jié)，可提供反接保護(hù)，過載保護(hù)等。

應(yīng)用場(chǎng)景：

公路智能交通

軌道交通

隧道檢測(cè)

大型工件定位及檢測(cè)

機(jī)器人抓取

安全與監(jiān)控

醫(yī)藥生產(chǎn)

化學(xué)生產(chǎn)

高溫狀態(tài)下物體檢測(cè)

想了解更多機(jī)器視覺光源產(chǎn)品及光源選擇相關(guān)內(nèi)容可登錄：網(wǎng)頁鏈接

機(jī)器視覺光源

OPT標(biāo)準(zhǔn)光源25大系列：環(huán)形光源、條形光源、高均勻條形光源、組合條形光源、同軸光源、底部背光源、側(cè)部背光源、平行背光源、線形光源、線形同軸光源、點(diǎn)光源、球積分光源、平面無影光源、RIH四邊漫射無影光源、RIF環(huán)形漫射無影光源、RIE雙向高均勻漫射無影光源、RIW多方向高均勻漫射無影光源、RIU球狀分布式圓對(duì)稱無影光源、平行集光光源、SMT行業(yè)對(duì)位光源、AOI檢測(cè)專用光源、光纖點(diǎn)光源、大功率系列光源、紅外光源、紫外光源共25大系列。

詳細(xì)介紹機(jī)器視覺光源的特點(diǎn)和應(yīng)用

1、環(huán)形光源

環(huán)形光源提供不同照射角度、不同顏色組合，更能突出物體的三維信息；高密度LED陣列，高亮度；多種緊湊設(shè)計(jì)，節(jié)省安裝空間；解決對(duì)角照射陰影問題；可選配漫射板導(dǎo)光，光線均勻擴(kuò)散。

應(yīng)用領(lǐng)域：PCB基板檢測(cè)，IC元件檢測(cè)，顯微鏡照明，液晶校正，塑膠容器檢測(cè)，集成電路印字檢查

2、背光源

用高密度LED陣列面提供高強(qiáng)度背光照明，能突出物體的外形輪廓特征，尤其適合作為顯微鏡的載物臺(tái)。紅白兩用背光源、紅藍(lán)多用背光源，能調(diào)配出不同顏色，滿足不同被測(cè)物多色要求。

應(yīng)用領(lǐng)域：機(jī)械零件尺寸的測(cè)量，電子元件、IC的外型檢測(cè)，膠片污點(diǎn)檢測(cè)，透明物體劃痕檢測(cè)等。

3、條形光源

條形光源是較大方形結(jié)構(gòu)被測(cè)物的首選光源；顏色可根據(jù)需求搭配，自由組合；照射角度與安裝隨意可調(diào)。

應(yīng)用領(lǐng)域：金屬表面檢查，圖像掃描，表面裂縫檢測(cè)，LCD面板檢測(cè)等。

4、同軸光源

同軸光源可以消除物體表面不平整引起的陰影，從而減少干擾；部分采用分光鏡設(shè)計(jì)，減少光損失，提高成像清晰度，均勻照射物體表面。

應(yīng)用領(lǐng)域：系列光源最適宜用于反射度極高的物體，如金屬、玻璃、膠片、晶片等表面的劃傷檢測(cè)，芯片和硅晶片的破損檢測(cè)，Mark點(diǎn)定位，包裝條碼識(shí)別。

5、AOI專用光源

不同角度的三色光照明，照射凸顯焊錫三維信息；外加漫射板導(dǎo)光，減少反光；不同角度組合；

應(yīng)用領(lǐng)域：用于電路板焊錫檢測(cè)。

6、球積分光源

具有積分效果的半球面內(nèi)壁，均勻反射從底部360度發(fā)射出的光線，使整個(gè)圖像的照度十分均勻。

應(yīng)用領(lǐng)域：合于曲面，表面凹凸，弧形表面檢測(cè)，或金屬、玻璃表面反光較強(qiáng)的物體表面檢測(cè)。

7、線形光源

超高亮度，采用柱面透鏡聚光，適用于各種流水線連續(xù)檢測(cè)場(chǎng)合。

應(yīng)用領(lǐng)域：陣相機(jī)照明專用，AOI專用。

8、點(diǎn)光源

大功率LED，體積小，發(fā)光強(qiáng)度高；光纖鹵素?zé)舻奶娲罚绕溥m合作為鏡頭的同軸光源等；高效散熱裝置，大大提高光源的使用壽命。

應(yīng)用領(lǐng)域：適合遠(yuǎn)心鏡頭使用，用于芯片檢測(cè)，Mark點(diǎn)定位，晶片及液晶玻璃底基校正。

9、組合條形光源

四邊配置條形光，每邊照明獨(dú)立可控；可根據(jù)被測(cè)物要求調(diào)整所需照明角度，適用性廣。

應(yīng)用領(lǐng)域：CB基板檢測(cè)，IC元件檢測(cè)，焊錫檢查，Mark點(diǎn)定位，顯微鏡照明，包裝條碼照明，球形物體照明等。

10、對(duì)位光源

對(duì)位速度快；視場(chǎng)大；精度高；體積小，便于檢測(cè)集成；亮度高，可選配輔助環(huán)形光源。

應(yīng)用領(lǐng)域：VA系列光源是全自動(dòng)電路板印刷機(jī)對(duì)位的專用光源。

想了解更多機(jī)器視覺光源產(chǎn)品及相關(guān)內(nèi)容可登錄：網(wǎng)頁鏈接