机器视觉之光源系统

机器视觉系统——光源

本文参考一些经典博客、论文和本人的相关经验归纳整理。

照明系统是机器视觉系统中最关键的部分之一，光源的选择和设计会影响到图像的质量，进而影响到系统的性能。有效的光源系统能够产生最大的对比度、亮度，且对部件的位置变化不敏感。并可提高检测的准确率和效率。常见的机器视觉照明光源主要包括以下几种类型:白炽光源、金属卤素光源、荧光光源、LED光源、红外光源、X射线光源等。如下表所示：

其中白炽光源已基本淘汰不用,红外光源和X射线光源应用领域较为单一,金属卤素光源更多用于环境照明、展示照明等领域。机器视觉系统中最常用的光源是荧光光源和LED光源,LED光源具有响应速度快、耗电量低、安全性高、使用寿命长、单元体积小、可控性高和绿色可回收等优势[1]。在能源短缺的背景下, 高效节能LED从发明到成熟应用备受瞩目, 随着应用过程光电指标和可靠性取得突破及提高, 以及发光效率和结温耐受度的提高, 其优势主要体现在以下方面: (1) 固态LED光源具有使用寿命长、抗震性强、不含汞 (Hg) 和维护便利等优势, 在耐振动和耐冲击性能也远优于普通灯泡, 而且有体积小和环境适应性强等优点。 (2) LED启动并达到目标值光通量的时间比气体放电灯短。(3) 恒流工作的LED不会因电压波动出现忽明忽暗, 功率低则发热量小, 从而降低了设备的自燃风险。 (4) 基于LED发光角度的可控性,灯具的光学设计更便利, 在概念设计的典型应用更为突出[2]。

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在机器视觉系统中，光源的主要作用有以下几点：
1，突出待检测特征，简化图像处理算法；
2，形成显著的图像处理的特征呈像效果；
3，克服坏境光的干扰，保证图像的稳定性和提高图像的信噪比；
4，用作测量的工具和参照；
5，提高视觉系统的定