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工业机器视觉系统的构成是怎样的?光源有哪些?

2023-11-28

机器视觉是通过光学的装置和非接触的传感器,自动地接收和处理真实物体的图像,以获得所需信息或用于控制机器人运动的装置。那么,工业机器视觉系统的构成是怎样的?光源有哪些?本文进行了简单总结

 

机器视觉系统的构成

机器视觉系统核心由三部分组成:图像的获取、图像的处理和分析、输出或显示。而图像的获取是机器视觉的核心,图像的获取系统则是由光源、镜头、相机三部分组成。

光源的选取与打光合理与否可直接影响至少30%的成像质量。所以光源是机器视觉系统中非常重要的一部分。

通过适当的光源照明设计,使图像中的目标信息与背景信息得到最佳分离,可以大大降低图像处理算法分割、识别的难度,同时提高系统的定位、测量精度,使系统的可靠性和综合性能得到提高。

反之,如果光源设计不当,会导致在图像处理算法设计和成像系统设计中事倍功半。因此,光源及光学系统设计的成败是决定系统成败的首要因素。光源在机器视觉系统的重要性主要体现在:

1. 照亮目标,提高目标亮度;

2. 突出测量特征,简化图像处理算法;

3. 克服环境光的干扰,保证图像的稳定性,

4. 提高图像信噪比;

5. 提高视觉系统的定位、测量、识别精度,以及系统的运行速度;

6. 降低系统设计的复杂度,形成最有利于图像处理的成像效果;

 

 

机器视觉系统的光源类型

1、环形光源

环形光源提供不同照射角度、不同颜色组合,更能突出物体的三维信息;高密度LED阵列,高亮度;多种紧凑设计,节省安装空间;解决对角照射阴影问题;可选配漫射板导光,光线均匀扩散。

应用领域:PCB基板检测,IC元件检测,显微镜照明,液晶校正,塑胶容器检测,集成电路印字检查

2、背光源

用高密度LED阵列面提供高强度背光照明,能突出物体的外形轮廓特征,尤其适合作为显微镜的载物台。红白两用背光源、红蓝多用背光源,能调配出不同颜色,满足不同被测物多色要求。

应用领域:机械零件尺寸的测量,电子元件、IC的外型检测,胶片污点检测,透明物体划痕检测等。

3、条形光源

条形光源是较大方形结构被测物的首选光源;颜色可根据需求搭配,自由组合;照射角度与安装随意可调。

应用领域:金属表面检查,图像扫描,表面裂缝检测,LCD面板检测等。

4、同轴光源

同轴光源可以消除物体表面不平整引起的阴影,从而减少干扰;部分采用分光镜设计,减少光损失,提高成像清晰度,均匀照射物体表面。

应用领域:系列光源最适宜用于反射度极高的物体,如金属、玻璃、胶片、晶片等表面的划伤检测,芯片和硅晶片的破损检测,Mark点定位,包装条码识别。

5、AOI专用光源

不同角度的三色光照明,照射凸显焊锡三维信息;外加漫射板导光,减少反光;不同角度组合;

应用领域:用于电路板焊锡检测。

6、球积分光源

具有积分效果的半球面内壁,均匀反射从底部360度发射出的光线,使整个图像的照度十分均匀。

应用领域:合于曲面,表面凹凸,弧形表面检测,或金属、玻璃表面反光较强的物体表面检测。

7、线形光源

超高亮度,采用柱面透镜聚光,适用于各种流水线连续检测场合。

应用领域:阵相机照明专用,AOI专用。

8、点光源

大功率LED,体积小,发光强度高;光纤卤素灯的替代品,尤其适合作为镜头的同轴光源等;高效散热装置,大大提高光源的使用寿命。

应用领域:适合远心镜头使用,用于芯片检测,Mark点定位,晶片及液晶玻璃底基校正。

9、组合条形光源

四边配置条形光,每边照明独立可控;可根据被测物要求调整所需照明角度,适用性广。

应用案例:CB基板检测,IC元件检测,焊锡检查,Mark点定位,显微镜照明,包装条码照明,球形物体照明等。

10、对位光源

对位速度快;视场大;精度高;体积小,便于检测集成;亮度高,可选配辅助环形光源。

应用领域:VA系列光源是全自动电路板印刷机对位的专用光源。