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工業機器視覺系統的構成是怎樣的？光源有哪些？

2023-11-28

機器視覺是通過光學的裝置和非接觸的傳感器，自動地接收和處理真實物體的圖像，以獲得所需信息或用于控制機器人運動的裝置。那么，工業機器視覺系統的構成是怎樣的？光源有哪些呢？本文進行了簡單總結。

機器視覺系統的構成

機器視覺系統核心由三部分組成：圖像的獲取、圖像的處理和分析、輸出或顯示。而圖像的獲取是機器視覺的核心，圖像的獲取系統則是由光源、鏡頭、相機三部分組成。

光源的選取與打光合理與否可直接影響至少30%的成像質量。所以光源是機器視覺系統中非常重要的一部分。

通過適當的光源照明設計，使圖像中的目標信息與背景信息得到最佳分離，可以大大降低圖像處理算法分割、識別的難度，同時提高系統的定位、測量精度，使系統的可靠性和綜合性能得到提高。

反之，如果光源設計不當，會導致在圖像處理算法設計和成像系統設計中事倍功半。因此，光源及光學系統設計的成敗是決定系統成敗的首要因素。光源在機器視覺系統的重要性主要體現在：

1. 照亮目標，提高目標亮度；

2. 突出測量特征，簡化圖像處理算法；

3. 克服環境光的干擾，保證圖像的穩定性，

4. 提高圖像信噪比；

5. 提高視覺系統的定位、測量、識別精度，以及系統的運行速度；

6. 降低系統設計的復雜度，形成最有利于圖像處理的成像效果；

機器視覺系統的光源類型

1、環形光源

環形光源提供不同照射角度、不同顏色組合，更能突出物體的三維信息；高密度LED陣列，高亮度；多種緊湊設計，節省安裝空間；解決對角照射陰影問題；可選配漫射板導光，光線均勻擴散。

應用領域：PCB基板檢測，IC元件檢測，顯微鏡照明，液晶校正，塑膠容器檢測，集成電路印字檢查

2、背光源

用高密度LED陣列面提供高強度背光照明，能突出物體的外形輪廓特征，尤其適合作為顯微鏡的載物臺。紅白兩用背光源、紅藍多用背光源，能調配出不同顏色，滿足不同被測物多色要求。

應用領域：機械零件尺寸的測量，電子元件、IC的外型檢測，膠片污點檢測，透明物體劃痕檢測等。

3、條形光源

條形光源是較大方形結構被測物的首選光源；顏色可根據需求搭配，自由組合；照射角度與安裝隨意可調。

應用領域：金屬表面檢查，圖像掃描，表面裂縫檢測，LCD面板檢測等。

4、同軸光源

同軸光源可以消除物體表面不平整引起的陰影，從而減少干擾；部分采用分光鏡設計，減少光損失，提高成像清晰度，均勻照射物體表面。

應用領域：系列光源最適宜用于反射度極高的物體，如金屬、玻璃、膠片、晶片等表面的劃傷檢測，芯片和硅晶片的破損檢測，Mark點定位，包裝條碼識別。

5、AOI專用光源

不同角度的三色光照明，照射凸顯焊錫三維信息；外加漫射板導光，減少反光；不同角度組合；

應用領域：用于電路板焊錫檢測。

6、球積分光源

具有積分效果的半球面內壁，均勻反射從底部360度發射出的光線，使整個圖像的照度十分均勻。

應用領域：合于曲面，表面凹凸，弧形表面檢測，或金屬、玻璃表面反光較強的物體表面檢測。

7、線形光源

超高亮度，采用柱面透鏡聚光，適用于各種流水線連續檢測場合。

應用領域：陣相機照明專用，AOI專用。

8、點光源

大功率LED，體積小，發光強度高；光纖鹵素燈的替代品，尤其適合作為鏡頭的同軸光源等；高效散熱裝置，大大提高光源的使用壽命。

應用領域：適合遠心鏡頭使用，用于芯片檢測，Mark點定位，晶片及液晶玻璃底基校正。

9、組合條形光源

四邊配置條形光，每邊照明獨立可控；可根據被測物要求調整所需照明角度，適用性廣。

應用案例：CB基板檢測，IC元件檢測，焊錫檢查，Mark點定位，顯微鏡照明，包裝條碼照明，球形物體照明等。

10、對位光源

對位速度快；視場大；精度高；體積小，便于檢測集成；亮度高，可選配輔助環形光源。

應用領域：VA系列光源是全自動電路板印刷機對位的專用光源。