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机器视觉照明控制的类型

时间:2024-05-10 11:33:54来源:中国传动网

导语:​大多数机器视觉系统的光源常使用以下三种驱动:恒压驱动、带脉宽调制(PWM)的电压驱动或恒流驱动。最早的光源照明控制器是电压驱动,这种技术在普通的应用中是足够的。然而,用电压驱动光源会有显著的缺点:光源的电源电压是恒定的,需要通过电流来决定所获得的亮度,而不是电压。

  机器视觉照明控制的类型

  大多数机器视觉系统的光源常使用以下三种驱动:恒压驱动、带脉宽调制(PWM)的电压驱动或恒流驱动。最早的光源照明控制器是电压驱动,这种技术在普通的应用中是足够的。然而,用电压驱动光源会有显著的缺点:光源的电源电压是恒定的,需要通过电流来决定所获得的亮度,而不是电压。由于光源在使用过程中温度会发生变化,相同的电压也会产生不同的亮度。

  图展示了典型光源的照度和正向电流之间的线性关系。它表明正向电流和电压之间的关系是非常非线性的,电源电压的一个微小变化就会引起电流的大变化,从而造成亮度的大变化。这种效应意味着电压驱动不能在照明强度上实现精确和准确的调节。电压驱动器也容易受到系统供电电压的小波动,这可能导致照明水平发生显著变化。

  


  尽管有电压驱动的局限性,一些照明控制器利用这种类型的电源来节省成本。由于电压驱动不能直接控制照明亮度,因此可以采用脉宽调制(PWM)代替。PWM在每次曝光时开关几次,以获得平均亮度。PWM脉冲由内部时钟控制,为了获得对亮度的精确控制,需要一个更快的内部时钟。时钟限制了PWM可以提供的照明级别的数量。一个典型的电压驱动照明控制器提供100个强度级别,而一个典型的电流驱动照明控制器通常提供几千个强度级别和更好的控制水平。

  恒流照明控制器的设计通过恒流照明控制器的设计通过可控的电流直接控制照明强度。恒流驱动可能是LED照明控制中最精确和可靠的选择,因为照明强度与电流成正比,而电流驱动不受电源变化的影响。恒流控制器在高速系统和需要脉冲光的地方也有显著的好处。

  机器视觉照明控制原理

  机器视觉照明控制原理主要涉及对光源的亮度、颜色和方向等参数的精确调控,以满足不同应用场景下对图像质量和清晰度的需求。以下是一些关键的照明控制原理:

  亮度控制:通过调节光源的功率或电流,可以控制光源的亮度。亮度控制的目标是确保图像具有足够的对比度,使得机器视觉系统能够准确识别和测量目标物体。

  颜色控制:机器视觉系统可能需要特定颜色的光源来突出目标物体的某些特征或减少背景干扰。因此,颜色控制可以通过选择适当的光源类型和颜色滤镜来实现。

  方向控制:光源的照射方向对图像质量有很大影响。通过调整光源的位置和角度,可以控制光线在目标物体上的反射和投射方式,从而优化图像的视觉效果。

  在实际应用中,机器视觉照明控制系统通常会根据预设的参数或实时反馈的图像信息来自动调整光源的照明条件。例如,当目标物体的颜色或表面特性发生变化时,系统可以自动调整光源的颜色和亮度,以确保图像质量的稳定性。

  还有一些高级的照明控制技术,如基于机器学习的自适应照明控制。这种技术可以根据大量的图像数据和机器学习算法来优化照明条件,进一步提高机器视觉系统的性能和精度。

  机器视觉光源的照射方式有哪些

  机器视觉光源的照射方式多种多样,每一种方式都有其特定的应用场景和优势。以下是一些常见的机器视觉光源照射方式:

  环形或斑点状照明:这种方式主要用于立即照明,即光源直接照射在物体上以获得明确的图像。当需要得到物体的负色图像时,这种照明方式非常有效。然而,当光线照在光亮或反射的材料上时,可能会造成镜面反射。

  同轴照明:同轴光是以一面竖直的墙面中出的光产生变化和收敛而产生的,它打在一个使光往下的分束器上,相机根据分光镜从上边观查物体。这种方式主要应用于半导体、PCB板以及金属零件的表面成像检测,微小元件的外形、尺寸测量等。

  暗场照明:这种方式提供相对于物体表面的低角度照明,主要用于突出物体表面的部分特征或表面纹理变化。如果在视线中看不到光源,则认为是暗场照明,其光源位置决定了是明场还是暗场照明。

  漫射照明:持续漫反射照明主要用于目标斜面的透射率或斜面具备复杂性的视角。这种照明方式对于全安装线路板的照明非常有效,能在170立体角区域内完成均匀照明。

  此外,还有一些其他的照射方式,如垂直照明、背光照明、多角度照明和碗状光照明等。每种方式都有其特定的应用,例如垂直照明适用于较大面积的均匀照明,背光照明则能提供均匀的视场光,用于观察物体的侧面轮廓。

  总的来说,机器视觉光源的照射方式多种多样,选择哪种方式主要取决于具体的应用需求、物体特性以及所需的图像质量。


标签: 机器视觉

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