光源基礎(chǔ)培訓(xùn)(新增)

1、內(nèi)容內(nèi)容簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介光源分類光源分類機(jī)器視覺(jué)光源品種機(jī)器視覺(jué)光源品種光源特性光源特性照明技術(shù)照明技術(shù)為什么要使用光源為什么要使用光源v Garbage in，garbage out光源鏡頭相機(jī)圖像采集圖像處理報(bào)警處理檢測(cè)日志檢測(cè)目標(biāo)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)CPC接口v 視覺(jué)系統(tǒng)工作流程為什么要使用光源為什么要使用光源v 目的：鮮明地獲得目標(biāo)和背景的濃淡差n目前在圖像處理領(lǐng)域最重要的是二值化（黑白）處理v 光源直接影響輸入數(shù)據(jù)的質(zhì)量和至少 30% 的應(yīng)用效果。v 不同的光源及照明方式，形成的光照效果大不相同，好的光源能有效攝取有效信息，減少干擾v 高亮度 ：高速掃描、高速成像，要求曝光時(shí)間短的場(chǎng)合v 高均勻性：表面

2、檢測(cè)、缺陷檢測(cè)，利用灰度差異進(jìn)行檢測(cè)的場(chǎng)合；v 低功耗 ：移動(dòng)設(shè)備、便攜檢測(cè)系統(tǒng)；v 長(zhǎng)壽命：任何場(chǎng)合，節(jié)約成本和維護(hù)費(fèi)用；v 光譜特性 ：利用光譜單色性檢測(cè)的場(chǎng)合；機(jī)器視覺(jué)光源要求機(jī)器視覺(jué)光源要求光源分類光源分類v傳統(tǒng)光源傳統(tǒng)光源:亮度高亮度高, , 壽命短壽命短(1)(1)高頻熒光燈光纖鹵素?zé)舾哳l熒光燈光纖鹵素?zé)艄庠捶诸惞庠捶诸恦傳統(tǒng)光源傳統(tǒng)光源:亮度高亮度高, , 壽命短壽命短(2)(2) 光纖鹵素?zé)艄饫w鹵素?zé)艄庠捶诸惞庠捶诸恦發(fā)光二極管發(fā)光二極管(LED)光源光源亮度相對(duì)較低，壽命長(zhǎng)亮度相對(duì)較低，壽命長(zhǎng), , 形狀顏色可調(diào)，反應(yīng)速度形狀顏色可調(diào)，反應(yīng)速度快快, ,運(yùn)轉(zhuǎn)成本低運(yùn)轉(zhuǎn)成本低光

3、源特性光源特性v中心波長(zhǎng)中心波長(zhǎng)光源特性光源特性v照明半峰值：光源純度照明半峰值：光源純度光源特性光源特性v光譜分布光譜分布: 光功率在不同頻率上的分布光功率在不同頻率上的分布1. 1.線譜線譜( (非連續(xù)光譜非連續(xù)光譜) 2.) 2.連續(xù)光譜連續(xù)光譜v色溫：色溫：光源發(fā)射光的光譜成分與絕對(duì)黑體在某一溫光源發(fā)射光的光譜成分與絕對(duì)黑體在某一溫度下輻射光譜相同（或最相近）時(shí)，絕對(duì)黑體的溫度下輻射光譜相同（或最相近）時(shí)，絕對(duì)黑體的溫度就稱為該光源的色溫。度就稱為該光源的色溫。v光功率：光功率：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)光源輻射出各波長(zhǎng)光能量總合。單位時(shí)間內(nèi)光源輻射出各波長(zhǎng)光能量總合。v照度場(chǎng)特性照度場(chǎng)特性 ：包括入

4、射光的方向（角度）及強(qiáng)弱包括入射光的方向（角度）及強(qiáng)弱分布。分布。照明技術(shù)照明技術(shù)1v直接照明與散射照明直接照明與散射照明直接照明直接照明散射照明散射照明明亮明亮直反射直反射漫反射漫反射較暗較暗平面平面&光潔光潔表面粗糙表面粗糙v反射照明反射照明照明技術(shù)照明技術(shù)2v明場(chǎng)照明明場(chǎng)照明(明視野明視野)與暗場(chǎng)照明與暗場(chǎng)照明(暗視野暗視野)照明技術(shù)照明技術(shù)2v明場(chǎng)照明與暗場(chǎng)照明明場(chǎng)照明與暗場(chǎng)照明明明場(chǎng)場(chǎng)照明照明暗暗場(chǎng)場(chǎng)照明照明明視野照明明視野照明暗視野照明暗視野照明塑料飲料瓶肩部塑料飲料瓶肩部OCROCRv明場(chǎng)照明與暗場(chǎng)照明明場(chǎng)照明與暗場(chǎng)照明照明技術(shù)照明技術(shù)3v透射照明透射照明擴(kuò)散比率擴(kuò)散比率

5、LEDcolor波長(zhǎng)nm擴(kuò)散比率9500.23Red6601.00GR 5252.25BL 4703.89UV 370 10.12照明技術(shù)照明技術(shù)3案例1 讀取塑封帶內(nèi)芯片型號(hào)使用使用紅色紅色照明照明(660nm)(660nm)使用使用藍(lán)色藍(lán)色照明照明(470nm)(470nm)照明技術(shù)照明技術(shù)3案例2 讀取人民幣編號(hào)光量光量30%30%光量光量60%60%照明技術(shù)照明技術(shù)3案例3 柔性電纜導(dǎo)線檢查使用同軸光源使用同軸光源使用背光源使用背光源照明技術(shù)照明技術(shù)3v各種照明方式應(yīng)用各種照明方式應(yīng)用明場(chǎng)照明：明場(chǎng)照明：用于大多數(shù)視覺(jué)照明場(chǎng)合用于大多數(shù)視覺(jué)照明場(chǎng)合暗場(chǎng)照明：暗場(chǎng)照明：用于檢測(cè)表面污染、

6、劃傷和小的凸起特征。用于檢測(cè)表面污染、劃傷和小的凸起特征。同軸照明：同軸照明：用于檢測(cè)平坦的、光滑的表面較深的特征，消除陰影用于檢測(cè)平坦的、光滑的表面較深的特征，消除陰影背光照明：背光照明：用于檢查透明物體的透過(guò)率和不透明物體的輪廓用于檢查透明物體的透過(guò)率和不透明物體的輪廓照明技術(shù)照明技術(shù)4-顏色顏色v顏色的反射顏色的反射照明技術(shù)照明技術(shù)4-顏色顏色v補(bǔ)色對(duì)成像的影響補(bǔ)色對(duì)成像的影響紅紅藍(lán)藍(lán)緑緑白白黃黃青緑青緑赤紫赤紫色材的三原色色材的三原色C C青青綠綠赤紫赤紫黃色黃色光的三原色光的三原色R R紅紅綠綠藍(lán)藍(lán)顏色影響顏色影響v補(bǔ)色對(duì)成像的影響補(bǔ)色對(duì)成像的影響照明技術(shù)照明技術(shù)v顏色照明案例顏色照

7、明案例用用紅光紅光可單獨(dú)照出晶片破損可單獨(dú)照出晶片破損用用綠光綠光可同時(shí)檢查晶片和導(dǎo)線可同時(shí)檢查晶片和導(dǎo)線銅色導(dǎo)線框架上涂有銀色涂層用紅色照明可清晰地檢測(cè)基板模式 照明色和色材（照明色和色材（對(duì)象對(duì)象物）之相性物）之相性色溫：色溫：近遠(yuǎn)近遠(yuǎn)圖圖像：像：淡淡 濃濃照明技術(shù)照明技術(shù)v偏振照明偏振照明照明技術(shù)照明技術(shù)v偏振照明偏振照明未使用偏振光使用偏振光機(jī)器視覺(jué)光源品種機(jī)器視覺(jué)光源品種環(huán)形光源環(huán)形光源v一般角度環(huán)形光一般角度環(huán)形光機(jī)器視覺(jué)光源品種機(jī)器視覺(jué)光源品種環(huán)形光源環(huán)形光源v應(yīng)用應(yīng)用保險(xiǎn)絲蓋文字外形檢測(cè)機(jī)器視覺(jué)光源品種機(jī)器視覺(jué)光源品種環(huán)形光源環(huán)形光源v垂直照射環(huán)形光垂直照射環(huán)形光金屬齒輪外形檢

8、查、尺寸定位金屬齒輪外形檢查、尺寸定位機(jī)器視覺(jué)光源品種機(jī)器視覺(jué)光源品種環(huán)形光源環(huán)形光源v低角度照射環(huán)形光低角度照射環(huán)形光機(jī)器視覺(jué)光源品種機(jī)器視覺(jué)光源品種環(huán)形光源環(huán)形光源v低角度環(huán)形光源低角度環(huán)形光源燒酒瓶蓋印字檢測(cè)機(jī)器視覺(jué)光源品種機(jī)器視覺(jué)光源品種環(huán)形光源環(huán)形光源v低角度環(huán)形光應(yīng)用低角度環(huán)形光應(yīng)用機(jī)器視覺(jué)光源品種機(jī)器視覺(jué)光源品種環(huán)形光源環(huán)形光源v無(wú)影環(huán)形光無(wú)影環(huán)形光機(jī)器視覺(jué)光源品種機(jī)器視覺(jué)光源品種環(huán)形光源環(huán)形光源v無(wú)影環(huán)形光無(wú)影環(huán)形光機(jī)器視覺(jué)光源品種機(jī)器視覺(jué)光源品種環(huán)形光源環(huán)形光源v平面照射環(huán)形光應(yīng)用平面照射環(huán)形光應(yīng)用機(jī)器視覺(jué)光源品種機(jī)器視覺(jué)光源品種環(huán)形光源環(huán)形光源v平面照射環(huán)形光應(yīng)用平面照射環(huán)

9、形光應(yīng)用機(jī)器視覺(jué)光源品種機(jī)器視覺(jué)光源品種條形光源條形光源v條形光源條形光源機(jī)器視覺(jué)光源品種機(jī)器視覺(jué)光源品種條形光源條形光源v條形光源應(yīng)用條形光源應(yīng)用機(jī)器視覺(jué)光源品種機(jī)器視覺(jué)光源品種同軸光源同軸光源v同軸光源同軸光源機(jī)器視覺(jué)光源品種機(jī)器視覺(jué)光源品種同軸光源同軸光源v同軸光源應(yīng)用同軸光源應(yīng)用機(jī)器視覺(jué)光源品種機(jī)器視覺(jué)光源品種同軸光源同軸光源v同軸光源應(yīng)用同軸光源應(yīng)用機(jī)器視覺(jué)光源品種機(jī)器視覺(jué)光源品種同軸光源同軸光源v同軸光源應(yīng)用同軸光源應(yīng)用機(jī)器視覺(jué)光源品種機(jī)器視覺(jué)光源品種背光源背光源v背光源背光源機(jī)器視覺(jué)光源品種機(jī)器視覺(jué)光源品種背光源背光源v背光源背光源機(jī)器視覺(jué)光源品種機(jī)器視覺(jué)光源品種背光源背光源v背

10、光源背光源機(jī)器視覺(jué)光源品種機(jī)器視覺(jué)光源品種背光源背光源v背光源背光源機(jī)器視覺(jué)光源品種機(jī)器視覺(jué)光源品種點(diǎn)光源點(diǎn)光源v點(diǎn)光源點(diǎn)光源機(jī)器視覺(jué)光源品種機(jī)器視覺(jué)光源品種點(diǎn)光源點(diǎn)光源v點(diǎn)光源點(diǎn)光源機(jī)器視覺(jué)光源品種機(jī)器視覺(jué)光源品種點(diǎn)光源點(diǎn)光源v點(diǎn)光源點(diǎn)光源機(jī)器視覺(jué)光源品種機(jī)器視覺(jué)光源品種穹頂光源穹頂光源v穹頂光源穹頂光源機(jī)器視覺(jué)光源品種機(jī)器視覺(jué)光源品種穹頂光源穹頂光源v穹頂光源穹頂光源機(jī)器視覺(jué)光源品種機(jī)器視覺(jué)光源品種紅外光源紅外光源v紅外光源紅外光源使用可見(jiàn)光背光照明時(shí)，不能透過(guò)wafer使用紅外背光源能透過(guò)wafer，觀察到網(wǎng)格和邊緣等機(jī)器視覺(jué)光源品種機(jī)器視覺(jué)光源品種紅外光源紅外光源v紅外光源紅外光源機(jī)器

11、視覺(jué)光源品種機(jī)器視覺(jué)光源品種紫外光源紫外光源v紫外光源紫外光源v 紅外光源與紫外光源紅外光源與紫外光源 紅外光源 紫外光源光源種類及照明方式的選擇光源種類及照明方式的選擇根據(jù)目標(biāo)及背景特性的區(qū)別，一般選擇光源的種類及照明方式按照如下幾個(gè)步驟進(jìn)行：v確定照明的類型(直射、漫射、透射光)p 確定要檢測(cè)目標(biāo)的內(nèi)容(缺陷、外觀檢查、尺寸測(cè)定、有無(wú)、OCR、定位)n通過(guò)表面的反射檢測(cè)微小物體表面的形狀，可以使用暗場(chǎng)照明n檢查透明物體的透過(guò)率和不透明物體的輪廓，可以使用背光照明n檢測(cè)平坦的、光滑的表面較深的特征，消除陰影，可以使用同軸照明p 檢查表面狀態(tài)（鏡面、糙面、曲面、平面、立體）：n閃光曲面，考慮用

12、散射圓頂光n閃光，平的，但粗糙的表面，嘗試用同軸散射光光源種類及照明方式的選擇光源種類及照明方式的選擇v確定照明光源的外形及尺寸(環(huán)形光源、低角度、同軸光源、穹頂光源)p檢查目標(biāo)的尺寸(照明的大小、照明下端到被測(cè)物表面的距離)n條形光源可靈活安裝，照明面積較大，適合較大目標(biāo)的拍攝；n 一般環(huán)形光源照射面積較大，可安裝位置較高；n 低角度環(huán)形光源照射面積較小、安裝位置距離目標(biāo)很近；n 同軸光源照明面積有限；穹頂光源安裝位置距離目標(biāo)較近，適合拍攝較小的目標(biāo)p安裝環(huán)境(溫度、外亂光等) ：n如果有環(huán)境光影響造成暈光現(xiàn)象，嘗試用單色光源，配一個(gè)濾鏡p視場(chǎng)范圍、動(dòng)態(tài)還是靜態(tài)(相機(jī)快門速度)：n當(dāng)單個(gè)光源不能有效解決問(wèn)題時(shí)可考慮使用組合光源n 對(duì)于有頻閃的光源，其曝光的頻率和相機(jī)的采集頻率需要匹配，頻閃光源能產(chǎn)生比常亮照明強(qiáng)20倍的光光源種類及照明方式的選擇光源種類及照明方式的選擇v確定照明光源的顏色(波長(zhǎng))p檢查目標(biāo)及背景的顏色和材料特性n為了加大 前景與背景更