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机器视觉打光技巧与应用场景

时间:2024-04-17 10:50:30来源:

导语:​在机器视觉应用中,光源的选择和打光方式对于图像质量至关重要。针对不同的检测对象,要凸显其被测特征,就对光源的结构形状、发光角度、照度大小等产生特定的要求,因而成像效果也千差万别。

  在机器视觉应用中,光源的选择和打光方式对于图像质量至关重要。针对不同的检测对象,要凸显其被测特征,就对光源的结构形状、发光角度、照度大小等产生特定的要求,因而成像效果也千差万别。合适的光源打光可以使图像中的目标特征与背景信息得到最佳分离,从而大大降低图像处理的难度,提高系统的精度和可靠性。本篇小视结合含铭众多的项目经验,带大家简单了解下针对不同物体该如何选配光源。

  一.基本思路

  ①了解项目需求,明确具体检测内容,比如外观检测、OCR、尺寸测量、定位识别等;

  ②查看检测目标的材质特性,分析目标与背景的区别,找到二者之间成像的最大差异;

  ③询问客户有无限制的条件,比如产线光场、工作距离、光源大小、视野范围等;

  ④根据具体情况,使用实际光源进行反复测试,得到最好的图像效果图,也就是最佳的光源方案。

  二.打光技巧与应用场景

  2.1 背部光

  背部打光是指将光源放置在被测物体的后方,用于凸显产品外形轮廓,可以在明亮的背景下创建物体的深色轮廓。

  

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  最常见应用于检测是否存在孔洞和间隙、边缘检测、尺寸测量等需求。

  可选用背光源进行打光,其中背光源主要分以下三类:

  蓝色背光源:波长较短,穿透性弱,一般用于检测透明产品,如玻璃、透明薄膜等的尺寸检测、瑕疵检测。

  红外背光源:波长较长,穿透性好,一般用于深色半透明材质的穿透,如深色的口服液、深色液体、深色的半透明皮革检测。

  白色背光源:通用性较好,相对亮度高,适用于大多数应用场景。

  2.2高角度光

  线方向与检测面相对垂直,表面平整部位反光相对容易进入镜头之中,在画面中显示偏亮。不平整部位如凹坑、划伤等表面结构较为复杂的情况,反光较为杂乱,只有较少部分光线可以折射到镜头中,因此画面中效果会偏暗。

  

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  最常见应用于字符识别、凹坑、划伤检测、尺寸测量。

  可选用高角度环形光源、同轴光源、条形光源、面光进行打光。

  

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  高角度环形光源在螺母外观缺陷检测中的应用

  2.3低角度光

  线方向与检测面相对接近平行,表面平整部位相对无反射光线进入镜头之中,在画面中显示偏暗不平整的部位,如凹坑、划伤等表面结构复杂,反光较为杂乱,只有较少部分光线可以折射到镜头中,在画面中表现较亮。

  

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  最常见应用于字符识别、凹坑、划伤检测、尺寸测量。

  可选用低角度环形光源、条形光源、线性条形光进行打光。

  2.4无影光

  兼备了高角度光和低角度光的效果,使被测物体得到了多角度的照射,表面纹理、褶皱被弱化,图像整体均匀。

  

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  最常见应用于定位识别、尺寸测量、弧形产品表面检测。

  可选用圆顶光源、环形无影光源、灯箱。

  其实,除了以上几种打光方式,光源的选择还有很多其他种类,需要在不断的验证与测试中积累宝贵的经验。比如在机器视觉应用中还应注意物体颜色与光源颜色的搭配。我们拍摄物体时,如果要将某种颜色打成白色,那么就得使用与此颜色相同或相似的光源,而如果要打成黑色,则需要选择与目标颜色波长差较大的光源。机器视觉的核心思想在于将所需要的图像特征提取出来,以方便视觉系统进行下一步工作,选择合适的光源与打光方式,可以简化软件系统的运算,并且提高整个系统的精度和稳定性。


标签: 机器视觉

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