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機器視覺的光源分類,如何選擇機器視覺LED光源?

2013-10-16  發布者:admin 

機器視覺係統的核心是圖像的采集和處理,圖像本身的質量對整個係統的影響極為關鍵。而照明光源則是決定機器視覺係統圖像質量的最重要因素,通過選擇合適的光源,可以使圖像中的目標特征與背景信息得到最佳分離,從而大大降低圖像處理的難度,提高係統的穩定性和可靠性。在機器視覺係統中,光源的作用主要體現在:
1、突出測量特征,簡化圖像處理算法;
2、克服環境光的幹擾,提高圖像信噪比;
3、提高視覺係統的定位、測量、識別精度,以及係統的運行速度;
4、降低係統設計的複雜度;

為何要選用LED光源
在機器視覺係統中,較為常見的照明光源一般有LED光源、鹵素燈和高頻熒光燈。目前,LED光源最為常用,且已在機器視覺光源領域占據主導地位,已成為機器視覺係統的首選光源。機器視覺LED光源主要具備以下幾大優點:
1、結果設計靈活:
在機器視覺係統中,對於同一檢測對象采用結構或形狀各異的光源時,所得到的圖像效果千差萬別。其根本原因在於,對於不同的檢測對象,要突顯其被測特征,就會對光源的結構形狀、發光角度、照度大小等產生特定的要求。對於這一點,鹵素燈和熒光燈難以隨要求而定製,而LED光源由一顆顆LED顆粒組合設計而成,其單個顆粒體積小,為各種複雜的光源設計提供了可能,在照明結構,照射範圍、照射角度、照度大小、亮度控製等方麵具有更大的結構設計自由度,可滿足不同檢測對象的實際需要。
2、多色選擇
對於具有不同光學屬性和表麵紋理的被測對象而言,選用不同顏色的光源,采集到的圖像也會不同。在機器視覺係統中,光源顏色的選擇對於成像效果和質量的影響至關重要。目前,LED具備了多種顏色可供選擇:從遠紅外、可見光、到紫外,有十幾種波段(顏色)的LED以供使用,白色光線LED的色溫也從3000k-8000k可選。這一特點是其它類型光源所不具備的。
3、響應速度快
單個LED顆粒的響應時間為納秒級,考慮LED光源的容性和感性,其響應速度一般也在1 0微秒以內。因此在需要光源快速點亮、快速通斷或者快速切換的場合,具有其它光源無法比擬的優勢。
4、壽命超長
任何機器視覺係統都需要具有長時間穩定的圖像采集條件,光源亮度衰減過快或壽命過短都是製約視覺係統整體質量的關鍵因素。機器視覺LED光源在持續使用的情況下,一般在3萬小時候才進入半衰期,而其壽命一般在1 0萬小時以上,大大高於其它類型的光源。此外,如果選配科視的頻閃照明的方式,可大幅降低光源的工作溫度,其壽命可相應延長數信。
5、可觸發和頻閃控製
因LED本身屬於電致發光的半導體材料,而且響應速度超快,可被用於融發點亮或頻閃照明,以提高光源的利用效率或瞬間照明亮度。
6、綜合成本低
LED光源具備發光效率高、壽命長、環境適應性強的特性,因此大大減少了其設備運行成本和維護成本,相對於鹵素燈和熒光燈,其在性價比和綜合成本方麵具備更大的優勢。

機器視覺LED光源分類
1、標準型光源
機器視覺專用LED光源是Moritex自主研發、製造的核心產品,目前已形成23大標準係列上千餘款產品,包含:通用環形光源、麵光源、平行麵光源、環形無影光源、四麵可調光源、線掃描光源、平行線光源、條形光源、圓頂光源、平麵無影光源、同軸光源、同軸平行光源、同軸線性光源、點光源、超大功率工業冷光源、隧道式線掃描光源等。
2、行業專用型光源
針對規模化的特定行業應用,Moritex已開發出百餘款行業專用型LED光源,如AOI光源,印刷機對位光源,固晶機專用光源、醫療內窺專用光源等。
3、“量身定製”型光源
在視覺行業中,每個案例(檢測對象)都具備不同的幾何特征、光學屬性和工程要求。而標準型光源並不總能保證每個案例都能拍攝出理想的圖像。因此,為解決這一問題,根據案例需求隨時量身定製新型光源,是十分重要的。

如何選澤機器視覺LED光源
機器視覺LED光源具體的選取方法還在於試驗的實踐經驗。但應了解以下幾點:
1、檢測內容
2、檢測的目的及您想看什麽?(異物、傷痕、缺損、標識、形狀等)
3、表麵狀態(鏡麵、糙麵、曲麵、平麵)
4、立體?平麵?
5、材質、表麵顏色
6、視野範圍?
7、動態還是靜態(相機快門速度)
8、工作距離(鏡頭下端到被測物表麵距離)
9、設置條件(照明的大小、照明下端到被測物表麵的距離、反射型or透射型)
10、周圍環境(溫度、外亂光)
11、相機的種類(麵陣?線陣?)  



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