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工業(yè)機(jī)器視覺系統(tǒng)的構(gòu)成是怎樣的？光源有哪些？

2023-11-28

機(jī)器視覺是通過光學(xué)的裝置和非接觸的傳感器，自動地接收和處理真實(shí)物體的圖像，以獲得所需信息或用于控制機(jī)器人運(yùn)動的裝置。那么，工業(yè)機(jī)器視覺系統(tǒng)的構(gòu)成是怎樣的？光源有哪些呢？本文進(jìn)行了簡單總結(jié)。

機(jī)器視覺系統(tǒng)的構(gòu)成

機(jī)器視覺系統(tǒng)核心由三部分組成：圖像的獲取、圖像的處理和分析、輸出或顯示。而圖像的獲取是機(jī)器視覺的核心，圖像的獲取系統(tǒng)則是由光源、鏡頭、相機(jī)三部分組成。

光源的選取與打光合理與否可直接影響至少30%的成像質(zhì)量。所以光源是機(jī)器視覺系統(tǒng)中非常重要的一部分。

通過適當(dāng)?shù)墓庠凑彰髟O(shè)計，使圖像中的目標(biāo)信息與背景信息得到最佳分離，可以大大降低圖像處理算法分割、識別的難度，同時提高系統(tǒng)的定位、測量精度，使系統(tǒng)的可靠性和綜合性能得到提高。

反之，如果光源設(shè)計不當(dāng)，會導(dǎo)致在圖像處理算法設(shè)計和成像系統(tǒng)設(shè)計中事倍功半。因此，光源及光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計的成敗是決定系統(tǒng)成敗的首要因素。光源在機(jī)器視覺系統(tǒng)的重要性主要體現(xiàn)在：

1. 照亮目標(biāo)，提高目標(biāo)亮度；

2. 突出測量特征，簡化圖像處理算法；

3. 克服環(huán)境光的干擾，保證圖像的穩(wěn)定性，

4. 提高圖像信噪比；

5. 提高視覺系統(tǒng)的定位、測量、識別精度，以及系統(tǒng)的運(yùn)行速度；

6. 降低系統(tǒng)設(shè)計的復(fù)雜度，形成最有利于圖像處理的成像效果；

機(jī)器視覺系統(tǒng)的光源類型

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，節(jié)省安裝空間；解決對角照射陰影問題；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，IC元件檢測，顯微鏡照明，液晶校正，塑膠容器檢測，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。紅白兩用背光源、紅藍(lán)多用背光源，能調(diào)配出不同顏色，滿足不同被測物多色要求。

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

3、條形光源

條形光源是較大方形結(jié)構(gòu)被測物的首選光源；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，LCD面板檢測等。

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，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，芯片和硅晶片的破損檢測，Mark點(diǎn)定位，包裝條碼識別。

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。

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，或金屬、玻璃表面反光較強(qiáng)的物體表面檢測。

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)檢測場合。

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，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)被測物要求調(diào)整所需照明角度，適用性廣。

應(yīng)用案例：CB基板檢測，IC元件檢測，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、對位光源

對位速度快；視場大；精度高；體積小，便于檢測集成；亮度高，可選配輔助環(huán)形光源。

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