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      3. 【自有技術大講堂】打光方式知識介紹

        網站首頁    行業信息    【自有技術大講堂】打光方式知識介紹

        一、 簡介

         

        什么是光源?光源指的是“能發出可見光的物體,如太陽、燈、火等。物理學上指能發出電磁波的物體”。簡單理解下即可,我們更感興趣的是在視覺系統應用中,什么樣的光源才是“好”光源。只有知道什么樣的光源是好的光源,我們才能正確的進行光源選型。下面,我們給出幾條“好”光源的標準:

         

        • 將ROI區域(感興趣區域)和其余部分的灰度值差異加大
        • 弱化非ROI區域
        • 光照強度要足夠,提高信噪比,方便圖像處理
        • 穩定且壽命長
        • 成本低
        • 光源的均勻性要好

         

        ROI區域

         

        上面6點中,第3、4、5、6點是光源自身的性能要求,和檢測對象無關。至于第1點和第2點,除了和光源自身有關,還和檢測對象有關,需要選擇不同種類的光源。

         

        目前市面上常見的光源種類主要有:LED燈、鹵素燈、熒光燈、白熾燈等。這里,我們可以簡單的選擇LED燈即可(大部分情況下,LED優勢很大)。

         

         

        在進一步的選型討論之前,我們先來學習下和光源相關的一些基本概念:顯色性、色溫、波長、發光強度、光照強度、光通量、相鄰色和互補色。

         

        • 顯色性:光源對物體的顯色能力,使用顯色指數(Ra)表示,最高為100。
        • 色溫:表示光線中包含顏色成分的一個計量單位。
        • 波長:波在一個振動周期內傳播的距離。
        • 發光強度:簡稱光強,表示光源在單位立體角內光通量的多少。
        • 光通量:人眼能感覺的輻射功率,單位為“流明“,符號lm。
        • 照度:單位面積上所接收可見光的光通量,單位為流明/平方米,或者稱Lux/lx。
        • 相鄰色和互補色:相鄰色是在色環上相鄰/同種的顏色,疊加后在黑白相機中呈現淺色?;パa色是在色環上相對的顏色,疊加后在黑白相機中呈現深色。色環圖如下所示:

         

        色環

         

        二、打光方式

         

        打光方式主要分為如下幾種:背部打光、高角度打光、低角度打光和投射打光。

         

        1、背部打光:待檢測物體在光源和相機之間。在最終的圖像中,會清晰的顯示物體的外輪廓??梢杂脕頇z測物體的尺寸、檢測物體的放置方向、檢測是否存在孔和間隙。

         

        背部打光

         

        2、高角度打光:光線方向和待檢測表面所成夾角比較大。高角度打光時,表面平滑的部分在圖像中顯示偏亮,表面結構復雜的地方,如劃傷、凹痕,在圖像中顯示偏暗。

         

        高角度打光

         

        3、低角度打光:光線方向和待檢測表面所成夾角比較小。低角度打光時,表面平滑的部分在圖像中顯示偏暗,表面結構復雜的地方,如劃傷、凹痕,在圖像中顯示偏亮。

         

        低角度打光

         

        三、光源配件

         

        濾鏡:在鏡頭前面加上濾鏡可以允許一個波段的光通過濾鏡,同時阻斷一定波長的光通過。濾鏡的選型基本步驟如下:

         

        1、選擇鏡頭口徑尺寸適配的濾鏡尺寸

        2、選擇允許通過光源的波段

        3、 選擇合適的濾鏡型號

         

         

        偏振片:由二向色性材料制成,當光通過偏振片時,與偏振片垂直方向分量的光被強烈吸收,而另一分量被吸收較少,從而將自然光轉化成偏振光。

         

        偏振片:聚乙烯醇+碘      

         

        優點:偏振可達98%,適用整個可見光范圍,價格低,有效孔徑可達180°      

         

        缺點:強度低、不能受潮、易退偏振

         

        參考文獻《2020年中國工業機器視覺產業發展白皮書》

        2022年6月17日 16:51
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