光源是影響機器視覺系統輸入的重要因素,其直接影響輸入數據的質量和至少30%的應用效果。由于沒有通用的機器視覺照明設備,所以針對每個特定的應用實例,要選擇相應的照明裝置,以達到最佳效果。下面介紹幾種常見的照明方式。
一般目的的照明(直接照明):光直接射向物體,得到清楚的影像。當需要得到高對比度物體圖像的時候,這種類型的光很有效。但是當用它照在光亮或反射的材料上時,會引起像鏡面的反光。通用照明一般采用環狀或點狀照明。環燈是一種常用的通用照明方式,其很容易安裝在鏡頭上,可給漫反射表面提供足夠的照明。
暗場(Dark
Field)照明:暗場照明是相對于物體表面提供低角度照明。使用相機拍攝鏡子使其在其視野內,如果在視野內能看見光源就認為使亮場照明,相反的在視野中看不到光源就是暗場照明。因此光源是亮場照明還是暗場照明與光源的位置有關。典型的,暗場照明應用于對表面部分有突起的部分的照明或表面紋理變化的照明。
背光照明:從物體背面射過來均勻視場的光。通過相機可以看到物面的側面輪廓。背光照明常用于測量物休的尺寸和定物體的方向。背光照明產生了很強的對比度。應用背光技術時候,物體表面特征可能會丟失。例如,可以應用背光技術測量硬幣的直徑,但是卻無法判斷硬幣的正反面。
同軸照明:同軸光的形成即通過垂直墻壁出來的變化發散光,射到一個使光向下的分光鏡上,相機從上面通過分光鏡看物體。這種類型的光源對檢測高反射的物體特別有幫助,還適合受周圍環境產生陰影的影響,檢測面積不明顯的物體。
漫射照明:連續漫反射照明應用于物體表面的反射性或者表面有復雜的角度。連續漫反射照明應用半球形的均勻照明,以減小影子及鏡面反射。這種照明方式對于完全組裝的電路板照明非常有用。這種光源可以達到170立體角范圍的均勻照明。
除了以上介紹的幾種常用照明技術,還有些特殊場合所使用的照明技術,比如在線陣相機中需要亮度集中的條形光照明;比如在精密尺寸測量中與遠心鏡頭配合使用的平行光照明技術;比如在高速在線測量中減小被測物模糊的頻閃光照明技術;又比如可以主動測量相機到光源的距離結構光照明技術和減少雜光干擾的偏振照明技術等。
此外,很多復雜的被測環境需要兩種或兩種以上照明技術共同配合完成。因而豐富的照明技術可以解決視覺系統中圖像獲取的很多問題,光源照明技術的選擇可能對一個視覺系統的成功與否至關重要。
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