機器視覺之光源選型技巧——另外一個角度看光源
關(guān)于光源選型障昆,在機器視覺行業(yè)里面是一個非常經(jīng)典的話題∈現(xiàn)在我們換個角度來討論這些問題炭分,試著從理論上來分析蒋院,如我們需要什么樣的圖像亏钩,我們的被測物體有什么結(jié)構(gòu)特點和材質(zhì)特點,我們要檢測的內(nèi)容又有什么特性欺旧。這樣會給光源的可行性姑丑、圖像的可行性提供一個重要的參考, 加上一些專業(yè)光源產(chǎn)品和專業(yè)經(jīng)驗辞友,我們就可能作出一個非常不錯的光源方案栅哀。
光源應(yīng)用技巧
反射光的控制
視覺系統(tǒng)中相機拍到的都是反射光(除采用背光之外)。也就是說相機之所以曝光踏枣,都是由于光源照到被測物體昌屉,然后反射回來,進入相機茵瀑,讓芯片對應(yīng)的區(qū)域感光间驮。反射光強,則圖像越亮煤蔚,相反反射光弱试填,圖像越暗,當(dāng)然最極端的就是反射光剛好沒有進入攝像頭谦枢,圖像呈黑色三麦。所以光源和相機的相對位置非常重要,也就是我們說的控制反射光的方向怕茉。
如果你的光源安裝在一個錯誤的角度屈宿,哪怕光源再亮,圖黑的榨豹。
我們在控制光的方向脸嗜,就是如何讓圖象呈白色,如何呈黑色樱搪,或者說該白的地方白亭弥,該黑的地方黑阴香。反射光線的強弱,對應(yīng)相機里每個像素的亮暗粮剃,即灰度值恳蹲。引用一位前輩的話:
“Camera do not see objects, they see the light reflected from objects towards them.” ----RVSI General Manager / Marcel Laflamme
期望的圖像分析
我們在做機器視覺時,一切都是基于圖像進行處理的俩滥。那么我們到底需要什么樣的圖像呢嘉蕾?這是我們首先要去分析的。什么是我們關(guān)心的區(qū)域霜旧,什么是我們不關(guān)心的區(qū)域荆针。關(guān)心的區(qū)域拍成什么顏色,白或黑颁糟?背景區(qū)域拍成什么顏色?具體來說我們可以從兩方面來分析喉悴,被測物體分析和檢測要求分析棱貌。
被測物體分析
我們對被測物體分析,來確定哪些地方能拍成白色箕肃,哪些地方能拍成黑色婚脱,或者某些地方既能拍成白色又能拍成黑色。
1. 機械結(jié)構(gòu)分析
a) 平面勺像?
b) 曲面障贸?
c) 有高低不平?
d) 有尖銳的過渡還是圓滑過渡痛但?
2. 材質(zhì)分析
a) 金屬厨杆?
b) 非金屬?
c) 金屬甲/金屬乙乖靠?
d) 非金屬甲/非金屬乙翎郭?
e) 金屬/非金屬?
3. 表面質(zhì)量分析
a) 鏡面反射萤忘?
b) 漫反射?
c) 介于鏡面反射和漫反射之間?
d) 既有鏡面反射又有漫反射?
[DividePage:NextPage]
檢測要求分析
不同檢測要求滋评,對于圖像的具體要求不一樣自古。總之都是突出要檢測部分删舀,消隱其他地方蟀符,并且他們之間的明暗差別越大越好。
1. 表面特征檢測:文字,標(biāo)示(注意區(qū)分特征印刷在物體表面纽哭、突出或凹于物體之下)
2. 尺寸檢測:外形尺寸栏蝙、相對位置坐求、共面度(注意輪廓的真實性和測量基準(zhǔn))
3. 表面質(zhì)量檢測:劃痕、凹坑晌梨、缺角(注意缺陷的尖銳程度和出現(xiàn)缺陷的方向)
4. 純凈度檢測(注意包裝材料的透光性桥嗤、液體顏色以及雜質(zhì)的材質(zhì))
5. 裝配檢測:裝配位置、缺零件仔蝌、裝錯零件(注意空間位置的分布和補光泛领、消除反光)
6. 色差檢測 (注意相機的白平衡,并考慮借助濾鏡)
當(dāng)然敛惊,這里面還需要非常好的光源產(chǎn)品渊鞋。這里我們就半導(dǎo)體、電子行業(yè)的應(yīng)用瞧挤,展開討論一下光源锡宋。(以著名的光源廠家———日本W(wǎng)avecrest產(chǎn)品為例)
多種角度的環(huán)形燈
以連接器為代表的電子產(chǎn)品檢測,經(jīng)常用到環(huán)形燈特恬。首先是因為連接器端面多為不平整的小曲面执俩,需要光源從多個角度均勻照射。而連接器的產(chǎn)品尺寸又都很小癌刽,要求光源的外形尺寸非常小巧蚤就,這一點Wavecrest做得非常不錯,最小環(huán)形的外徑只有34mm虑治。特別是在幾個不同角度光源組合使用時闰厨,這方面的優(yōu)越性更加凸顯出來。同時瘪棱,按照LED照射角度細(xì)分為害寸,直射環(huán)形、帶角度環(huán)形窒兼、低角度環(huán)形和水平照射環(huán)形(超低角度)李腐,顏色紅、綠袄映、藍憎苦、白、紅外泽姨、紫外可選叁震,外徑從34mm到206mm。
照射角度靈活的條形燈(四面條形燈)
可以自由調(diào)節(jié)角度是條形燈最大的好處敲坏。同時還適合細(xì)長型物體窘问,如IC等電子元器件的照明。Wavecrest條形燈采用優(yōu)質(zhì)LED,機構(gòu)上精確定位PCB板惠赫,有效保證光源照射的方向性把鉴。有27mm到1200mm長,3種寬度:2排儿咱、3排庭砍、6排,共18種尺寸可選混埠。其中對于長度在600mm以上怠缸,還特別設(shè)計加厚、加寬的鋁合金一體式外殼钳宪,進一步確保光線的平行效果揭北。IC引腳、文字吏颖、表面質(zhì)量搔体、共面度,料帶尺寸檢測综俄、料帶中的IC檢測等等眾多檢測均可以用條形燈實現(xiàn)尺夺。四面條形可以實現(xiàn)全角度的照明,提供更加均勻的照明效果面啄。
[DividePage:NextPage]
高亮線光源
采用大功率LED和聚光透鏡,非常適合高速線掃描項目旋挺,如鍵盤焊蕉、銅箔、PCB板等檢測责爹。Wavecrest線光源谊弯,顏色有紅、綠牧僻、蘭霍鹿、白可選,單條長度達1.2M臊整。同時也可以配置擴散板障漓,用于寬視野的面陣項目,提供遠距離照射蛔琅。對于連接器的檢測胎许,同樣可能用到線光源。如連接器端子的間距檢測罗售,一般的反射光源照射無法得到端子尖端處和接插件外殼對比度清晰的圖像辜窑。而使用Wavecrest帶透鏡的線光源,可只讓端子尖端處發(fā)光,而背景為黑色穆碎,這樣就非常容易檢測出針間的間距了牙勘。
方形漫反射
采用特殊漫反射材料,形成一個方形區(qū)域的均勻照明所禀。它的最大特點是光線均勻和工作距離調(diào)節(jié)范圍大方面。這一點我們曾在要求非常苛刻的生物應(yīng)用上做過測試:采用蘭色方形漫反射WLFL-S110-B北秽,照射到一塊生物芯片上葡幸,激發(fā)產(chǎn)生特殊的光線,由高分辨率數(shù)字相機來接受贺氓,從而分析生物芯片的性能蔚叨。實驗證明方形漫反射的均勻性明顯優(yōu)于其他形式的光源。在電子行業(yè)來說猫单,適合IC议猛、料帶、連接器等方形物體檢測朗猖。其中Wavecrest方形漫反射產(chǎn)品已在Seagate的硬盤連接器生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用蟋晾。
背光
眾所周知,背光凸顯的是物體的輪廓或液體的純精度殿膏,在尺寸檢測中也多用到策哈。背光最關(guān)鍵的一個指標(biāo)就是均勻性,Wavecrest創(chuàng)新采用貼片LED尘箫,可最大可能地縮小LED芯片之間的間距泪缨,并由于采用導(dǎo)熱效果極佳的金屬基材的PCB板,在最短的時間內(nèi)將熱量從熱源:LED芯片根部傳到外殼呛营,并在周圍環(huán)境中散掉虱忙,從根本上確保LED長期穩(wěn)定的工作。再加上Wavecrest的靈活設(shè)計理念嘲谚,可任意定做發(fā)光尺寸狼楔。同時,我們建議:有很多正面光源難于檢測的物體缴渊,不妨用背光試試赏壹,或許就有一個既簡單又穩(wěn)定的方案可以實現(xiàn)。
同軸
內(nèi)置半透半反玻璃衔沼,同軸燈能夠用于鏡面物體檢測卡儒,完全消除反光。廣泛用于晶圓俐巴、LCD骨望、連接器等檢測。
Dome光源
所謂Dome光源就是,通過碗狀的光源內(nèi)部的光線多次漫反射擎鸠,全角度照明缀磕,模擬陰天的太陽光。非常適合曲面物體檢測劣光。其中手機按鍵檢測就是一個典型的例子袜蚕。首先按鍵的產(chǎn)品種類繁多,且多為曲面绢涡,很多還為銀白色等亮色背景消弧,反光很厲害,按鍵的分布也高低不平搀尊。為了能得到一個清晰室域、穩(wěn)定的圖像,就應(yīng)該從空間的各個角度都有光線照射针容。而Dome光源正好可以提供這么一個照明杜域,LED不直接照到物體上,而是先照到碗狀光源涂有特殊反光材料的內(nèi)壁上补蛋,多次的漫反射唁谣,最后把光的方向均勻地從各個角度照下來。Wavecrest在設(shè)計Dome光源時還特別配置一個水平照射(超低角度)的環(huán)形燈为毛,這樣還能加強某些物體表面的細(xì)微的特征溪惶,如細(xì)小劃痕和很淺的激光標(biāo)記。比如樹脂蓋的內(nèi)部污點和尺寸檢測芦格, 一方面终距,可以對于蓋子內(nèi)部有光澤的,可以提供柔和的漫反射照明仁热,避免印出LED燈泡,同時可以通過水平照射環(huán)形燈加強蓋子的輪廓勾哩。
定做光源
針對半導(dǎo)體抗蠢、電子行業(yè)的視覺項目,有很多應(yīng)用由于空間或者標(biāo)準(zhǔn)光源的效果單一性限制思劳,往往需要定制開發(fā)光源系統(tǒng)迅矛。Wavecrest在上海成立分公司,為視覺集成商和設(shè)備制造商潜叛,提供全方位的定制服務(wù)秽褒,從方案分析、可行性測試威兜、樣機試制销斟,到配合整機批量生產(chǎn),全程提供專業(yè)的LED光源解決方案。
1蚂踊,AOI三基色光源
2约谈,貼片機 專用光源
3,PCB板檢測光源
4犁钟,異型光源
5填篱,相機、鏡頭恃葫、光源等整套光學(xué)系統(tǒng)模塊化的開發(fā)
聲明:本網(wǎng)站所收集的部分公開資料來源于互聯(lián)網(wǎng)革陋,轉(zhuǎn)載的目的在于傳遞更多信息及用于網(wǎng)絡(luò)分享,并不代表本站贊同其觀點和對其真實性負(fù)責(zé)悉镜,也不構(gòu)成任何其他建議锦钓。本站部分作品是由網(wǎng)友自主投稿和發(fā)布、編輯整理上傳恕琅,對此類作品本站僅提供交流平臺忧龙,不為其版權(quán)負(fù)責(zé)。如果您發(fā)現(xiàn)網(wǎng)站上所用視頻接窍、圖片渣雁、文字如涉及作品版權(quán)問題,請第一時間告知川霞,我們將根據(jù)您提供的證明材料確認(rèn)版權(quán)并按國家標(biāo)準(zhǔn)支付稿酬或立即刪除內(nèi)容兑蹦,以保證您的權(quán)益!聯(lián)系電話:010-58612588 或 Email:editor@mmsonline.com.cn勇垛。
- 暫無反饋
編輯推薦
- 2025新年特刊:打造新質(zhì)生產(chǎn)力硫嘶,智啟未來新篇章
- 定義制造業(yè)未來的數(shù)控加工中心技術(shù)專題
- 航空航天及交通領(lǐng)域先進制造技術(shù)應(yīng)用專題
- 解碼消費電子產(chǎn)品生產(chǎn)的數(shù)字化之路技術(shù)專題
- 精密智能機床乾哆,助力制造升級技術(shù)專題
- 汽車輕量化驅(qū)動下的零部件加工應(yīng)用專題
- 高性能銑刀實現(xiàn)高精加工生產(chǎn)技術(shù)專題
- 航空航天發(fā)動機解決方案專題
- 高效齒輪加工生產(chǎn)技術(shù)方案專題
- 金屬加工液的性能不止?jié)櫥夹g(shù)應(yīng)用專題