機器視覺作為當前的熱門行業(yè)，是計算機視覺的延伸，集結了光學、機械、電子、計算機軟硬件等各方面技術，旨在于將所需求的圖像特征提取出來，以方便視覺系統(tǒng)的下一步動作,因此圖像質量決定了整個機器視覺系統(tǒng)的成敗。一張理想的效果圖像，直接決定了軟件算法的快速性及穩(wěn)定性,而圖像質量的高低又取決于合適的照明方式,因此光源是機器視覺系統(tǒng)中不可忽略的一個重要組件。針對不同的樣品、不同的檢測內(nèi)容，光學成像方案也有所不同。

光源如何選擇

正向光

光源位于被測物的上方，光線照射在被測物表面，根據(jù)光源的發(fā)光角度可分為高角度光源、低角度光源，以及包含高、低角度的無影光源。

高角度光

光路描述：光線與水平面角度>45“稱為高角度光。

效果分析：高角度照射，光線經(jīng)被測物表面平整部分反射后進入鏡頭，圖像效果表現(xiàn)為灰度值較高不平整部分反射光進入不了鏡頭，圖像效果表現(xiàn)為灰度值較低。

主要應用：定位、字符檢測、輪廓檢測、劃傷檢測、尺寸測量。

常用光源：高角度環(huán)形光、條形光、面光、同軸光、點光等。

低角度光

光路描述:光線與水平面角度<45°稱為低角度光。

效果分析:低角度照射，被測物表面平整部分的反射光無法過入鏡頭，圖像效果表現(xiàn)為灰度值較低;不平整部分的反射光進入鏡頭，圖像效果表現(xiàn)為灰度值較高。

主要應用:定位、字符檢測、輪廓檢測、劃傷檢測、尺寸測量。

常用光源:低角度環(huán)形光、條形光、線光等。

無影光

光路描述:通過結構或漫射板改變光路，最終發(fā)光角度包含了高角度和低角度。

效果分析:兼具了高角度光和低角度光的效果，使被測物得到了多角度的照射，表面紋理、皺褶被弱化，圖像上整體均勻。

主要應用:定位、尺寸測量、弧形產(chǎn)品表面檢測。

常用光源:圓頂光、環(huán)形無影光、方形無光等。

同軸光

光路描述：反射光線與鏡頭平行，稱為同軸光。

效果分析：光線經(jīng)過平面反射后，與光軸平行地進入鏡頭。此時被測物相當于一面鏡子，圖像體現(xiàn)的是光源的信息，當“鏡子”出現(xiàn)凹凸不平時，將格外地明顯。

主要應用：劃痕、壓印、凹凸點檢測、輪廓檢測。

常用光源：同軸光、平行同軸光、面光、線光。

背光

光源位于被測物的下方，無遮檔時，光線直接進入鏡頭，圖像灰度值很高;由于被測物遮擋了光線，圖像上灰度值很低，所以得到了被測物的輪廓信息。

漫射背光

光路描述：光源經(jīng)過漫射板散射發(fā)光。

效果分析：提取輪廓時，對于有厚度、有弧度的產(chǎn)品，圖像上邊緣發(fā)虛，不夠銳利;而對于扁平的產(chǎn)品，圖像效果穩(wěn)定，性價比高。

主要應用：定位、尺寸測量、有無檢測、缺陷檢測。

平行背光

光路描述：通過平行結構使光源發(fā)出平行光。

效果分析：平行光能夠精確得到不規(guī)則被測物的外輪廓，使諸如圓柱形產(chǎn)品，或有倒角、圓角的產(chǎn)品邊緣成像清晰、銳利。一般配合遠心鏡頭使用，精度很高。

主要應用：尺寸測量。

常用光源：平行面光、平行同軸光。

結構光

光路描述：通過特殊結構使光源發(fā)出清晰的線陣列或點陣列。

效果分析：光源投射到被測物上，缺陷會使得光斑陣列圖案發(fā)生扭曲。

主要應用：平整度檢測。

常用光源：結構光。

亮場

背景灰度值高，特征灰度值低。

暗場

背景灰度值低，特征灰度值高。

紅外光

利用紅外光的良好穿透性，可以過濾被測物表面的大分子干擾。

紫外光

利用熒光效應檢測UV膠和隱形碼，另一方面，與紅外光相反，弱穿透性可用于檢測透明產(chǎn)品中的隱形特征。

偏光

使用偏光光源消除部分反光。