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机器视觉光源的选择

视觉光源是机器视觉系统中不可或缺的一部分,它的选择直接影响输入数据的质量和应用效果,合适的光源将为图像采集机构提供稳定的高对比度的图像。

在实际运用中,光源应照明形状的需要,需要有足够的均匀度,且稳定性能要好。在机器视觉应用中选择光源应该考虑以下相关光源特性:

光谱特征:光源的颜色及测量物体表面的颜色决定了反射到摄像头的光能的大小及波长。白光或某种特殊的光谱在提取其他颜色的特征信息时可能是比较重要的因素。当分析多颜色特征的时候,选择光源的时候,色温是一个比较重要的因素。例如,卤灯更多表现为黄色,相比氙灯显现蓝色。

对检测来说,最好的光源颜色(频率)依靠两个因素:被检测物体的颜色和CCD的频谱响应。下面两图分别是常见光源和接收器的频谱响应曲线和色轮图。彩色CCD通常需要白色的照明光源,尽管这不是一成不变的。可以通过实验不同颜色的光来增加图像的对比度,从而使单色检测得到加强。色轮对于选择单独频率的光源来增大图像对比度很有帮助。通常用相反色温的颜色照射,可以达到最高级别的对比度,冷色照射暖色图像变暗,照射其它的冷色则变亮。

            

效率:有些光源效率很高,相对于能量的消耗,其散发出更加多的光能,例如荧光灯。而钨灯,产生相当多的热量,能量消耗也很大。效率不高的光源产生局部过热,浪费很多。一般光源的温度越高,其寿命就会缩短,其消耗的能量就相对较高。

寿命特性:光源一般需要持续多小时的使用。一个寿命为1000小时的光源,在两班运转的情况下,只能持续一个星期左右。更换光源灯泡的维护就必须了。LED光源是比较流行的光源,其可以连续工作很长时间,大约可以连续操作100,100小时。对多数光源,随着光源的老化,光源释放的能量会减少,根据光源类型的不同,光能减小可能速度比较慢,也可能很快很明显。光能输出的变化可能也影响着光谱特性。当光源的老化速度影响到图像处理结果的时候就可以注意光源的变化了。

费用:许多光源需要在视觉系统的使用过程中更换。如果光源很昂贵,在机器视觉的使用过程中可能会增大后期费用。另外,光源应该在市场上较容易购买。