機器視覺照明控制的類型

機器視覺照明控制的類型

大多數(shù)機器視覺系統(tǒng)的光源常使用以下三種驅(qū)動：恒壓驅(qū)動、帶脈寬調(diào)制（PWM）的電壓驅(qū)動或恒流驅(qū)動。最早的光源照明控制器是電壓驅(qū)動，這種技術(shù)在普通的應(yīng)用中是足夠的。然而，用電壓驅(qū)動光源會有顯著的缺點：光源的電源電壓是恒定的，需要通過電流來決定所獲得的亮度，而不是電壓。由于光源在使用過程中溫度會發(fā)生變化，相同的電壓也會產(chǎn)生不同的亮度。

圖展示了典型光源的照度和正向電流之間的線性關(guān)系。它表明正向電流和電壓之間的關(guān)系是非常非線性的，電源電壓的一個微小變化就會引起電流的大變化，從而造成亮度的大變化。這種效應(yīng)意味著電壓驅(qū)動不能在照明強度上實現(xiàn)精確和準(zhǔn)確的調(diào)節(jié)。電壓驅(qū)動器也容易受到系統(tǒng)供電電壓的小波動，這可能導(dǎo)致照明水平發(fā)生顯著變化。

盡管有電壓驅(qū)動的局限性，一些照明控制器利用這種類型的電源來節(jié)省成本。由于電壓驅(qū)動不能直接控制照明亮度，因此可以采用脈寬調(diào)制（PWM）代替。PWM在每次曝光時開關(guān)幾次，以獲得平均亮度。PWM脈沖由內(nèi)部時鐘控制，為了獲得對亮度的精確控制，需要一個更快的內(nèi)部時鐘。時鐘限制了PWM可以提供的照明級別的數(shù)量。一個典型的電壓驅(qū)動照明控制器提供100個強度級別，而一個典型的電流驅(qū)動照明控制器通常提供幾千個強度級別和更好的控制水平。

恒流照明控制器的設(shè)計通過恒流照明控制器的設(shè)計通過可控的電流直接控制照明強度。恒流驅(qū)動可能是LED照明控制中最精確和可靠的選擇，因為照明強度與電流成正比，而電流驅(qū)動不受電源變化的影響。恒流控制器在高速系統(tǒng)和需要脈沖光的地方也有顯著的好處。

機器視覺照明控制原理

機器視覺照明控制原理主要涉及對光源的亮度、顏色和方向等參數(shù)的精確調(diào)控，以滿足不同應(yīng)用場景下對圖像質(zhì)量和清晰度的需求。以下是一些關(guān)鍵的照明控制原理：

亮度控制：通過調(diào)節(jié)光源的功率或電流，可以控制光源的亮度。亮度控制的目標(biāo)是確保圖像具有足夠的對比度，使得機器視覺系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確識別和測量目標(biāo)物體。

顏色控制：機器視覺系統(tǒng)可能需要特定顏色的光源來突出目標(biāo)物體的某些特征或減少背景干擾。因此，顏色控制可以通過選擇適當(dāng)?shù)墓庠搭愋秃皖伾珵V鏡來實現(xiàn)。

方向控制：光源的照射方向?qū)D像質(zhì)量有很大影響。通過調(diào)整光源的位置和角度，可以控制光線在目標(biāo)物體上的反射和投射方式，從而優(yōu)化圖像的視覺效果。

在實際應(yīng)用中，機器視覺照明控制系統(tǒng)通常會根據(jù)預(yù)設(shè)的參數(shù)或?qū)崟r反饋的圖像信息來自動調(diào)整光源的照明條件。例如，當(dāng)目標(biāo)物體的顏色或表面特性發(fā)生變化時，系統(tǒng)可以自動調(diào)整光源的顏色和亮度，以確保圖像質(zhì)量的穩(wěn)定性。

還有一些高級的照明控制技術(shù)，如基于機器學(xué)習(xí)的自適應(yīng)照明控制。這種技術(shù)可以根據(jù)大量的圖像數(shù)據(jù)和機器學(xué)習(xí)算法來優(yōu)化照明條件，進一步提高機器視覺系統(tǒng)的性能和精度。

機器視覺光源的照射方式有哪些

機器視覺光源的照射方式多種多樣，每一種方式都有其特定的應(yīng)用場景和優(yōu)勢。以下是一些常見的機器視覺光源照射方式：

環(huán)形或斑點狀照明：這種方式主要用于立即照明，即光源直接照射在物體上以獲得明確的圖像。當(dāng)需要得到物體的負色圖像時，這種照明方式非常有效。然而，當(dāng)光線照在光亮或反射的材料上時，可能會造成鏡面反射。

同軸照明：同軸光是以一面豎直的墻面中出的光產(chǎn)生變化和收斂而產(chǎn)生的，它打在一個使光往下的分束器上，相機根據(jù)分光鏡從上邊觀查物體。這種方式主要應(yīng)用于半導(dǎo)體、PCB板以及金屬零件的表面成像檢測，微小元件的外形、尺寸測量等。

暗場照明：這種方式提供相對于物體表面的低角度照明，主要用于突出物體表面的部分特征或表面紋理變化。如果在視線中看不到光源，則認(rèn)為是暗場照明，其光源位置決定了是明場還是暗場照明。

漫射照明：持續(xù)漫反射照明主要用于目標(biāo)斜面的透射率或斜面具備復(fù)雜性的視角。這種照明方式對于全安裝線路板的照明非常有效，能在170立體角區(qū)域內(nèi)完成均勻照明。

此外，還有一些其他的照射方式，如垂直照明、背光照明、多角度照明和碗狀光照明等。每種方式都有其特定的應(yīng)用，例如垂直照明適用于較大面積的均勻照明，背光照明則能提供均勻的視場光，用于觀察物體的側(cè)面輪廓。

總的來說，機器視覺光源的照射方式多種多樣，選擇哪種方式主要取決于具體的應(yīng)用需求、物體特性以及所需的圖像質(zhì)量。

審核編輯：黃飛