搜索
视觉系统技术指南掌握最新的应用技术基本原理卷光源介绍您是否对图像处理感兴趣？您是否想过自动控制生产线上的视觉检测？您是否曾考虑使用视觉传感器，但由于使用困难而放弃？如果您对其中任何一个问题表示肯定，则本指南将提供针对工厂自动化的专业图像处理解决方案。本讲义主要内容：●光源基础知识●光源的分类●LED工作原理●光源种类●LED照明方式●辅助配件的运用●光源控制器的选用●选择照明的逻辑步骤●选择光源的技巧机器视觉基础◆图像处理的定义●采用CCD照相机将摄取目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，根据像素分布和亮度，颜色等信息，转变成数字化信号；●图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，如：面积、长度、数量、位置等●最后，根据预设的容许度和其他条件输出结果，如：尺寸、角度、偏移量、个数、合格/不合格、有/无等。◆图像处理的基本流程处理特征抽取区分输出工件光源相机处理器镜头机器视觉基础为什么一定要用专用的照明呢？使用图像检测进行检查的时候、已经有阳光和工厂的照明、为什么一定要用专用的照明呢？为了使得图像的对比度良好为了一直保持恒定的照度为了得到稳定的图像为了突出对象物的特征尽量减少房顶照明等干扰光的影响干扰光晴天阴天干扰光工厂房顶的电灯AC电源的不稳定遮挡干扰光的装置(必要时要加上）一般AC电源是50,60Hz的、照明的亮度肯定要变化光源基础知识为什么一定要用专用的光源控制器呢？做机器视觉，一定会涉及到光源，它在机器视觉中有重要的作用，直接影响到图像的质量，进而影响到系统的性能。所以我们说光源起到的作用：就是获得对比鲜明的图像。图像的质量好坏，也就是看图像边缘是否锐利,具体来说：1、将感兴趣部分和其他部分的灰度值差异加大2、尽量消除不感兴趣部分3、提高信噪比，利于图像处理4、减少因材质、照射角度对成像的影响光源基础知识为什么一定要用专用的照明呢？总结●关于照明方法为了能够实现稳定的图像检查、拍摄到适合于检查的图像是必不可少的。基本想法是前面提到的、为了对象物的检查部分和周围部分实现尽可能大的对比度、找出最适当的照明方法是很重要的。照明方法分以下几种。基本上只有透过光照明，反射光照明两种。照明具体方法光的特长透过光照明从对象物的背面照射，利用对象物的影子。照相机和照明分别放在对象物的两侧。透过光是照明的光直接进入照相机的直接光，所以非常亮。反射光照明照射对象物的表面，利用对象物的反射光。照相机和照明放在对象物的同一侧。对象物表面将照明的光反射进入照相机。正反射时因为是直接光，所以非常亮、扩散反射时因为是扩散光，所以逼正反射暗。间接照明不直接照射对象物，而是利用照射扩散反射板的光。因为照射扩散发射板、所以可以得到均匀的扩散光。复合照明透过光和反射光结合使用的方法。光源基础知识照明方法透过光反射光R1（正反射）R2（扩散反射）R3（正反射＋扩散反射）要点利用影子进行检查，测量时对比度不好，要取得对象物光泽时对比度很好，要避免对象物的光泽时照明放置高的话得到正反射光、放置低的话得到扩散反射光使用例基本位置可以分为以下4种模式。（以基本位置为基础，找到适合检查对象的照明装置、照明的距离・角度、照明数量等。）IC的1号管脚标志光源基础知识●照明的基本位置照明照明照明照明2HD透明管脚外径金属垫圈的外径，内径铝板孔的个数测量ＣＤ－Ｒ1mgcigarette塑料包装的盒表面文字读取500日元硬币（图像变化）装入盒子的磁盘照明对象物照相机透过光照明也叫背光。主要使用扩散光的平面照明、最近也使用同轴平行光的照明。从対象物的背面照射，捕捉透过像（影）、对象物和背景的边缘清晰展现。拍摄到的图像对比度很好、可进行稳定的高精度的检查、适用于对象物的轮廓形状检查、测量尺寸的照明方法。特长薬味薬味薬味薬味缺陷IC连切轮廓形状检查宽度检测塑料瓶盖尺寸检测尺寸检测其他液量检查食品包装破损检查光源基础知识●照明的基本位置透过光照明①扩散光能够呈现有透过性对象物的内部构造。不能检查对象物的表面。使用同轴平行光能够清楚呈现透明对象物的形状、边缘。有光泽的对象物容易受到干扰光的影响，所以必须注意去除干扰光。使用扩散光照明时、要注意光的光的边缘干扰。对象物反面安装照明装置、也有因为检查位置的限制（没有安装位置等）、不能应用的情况。透明塑料的棒状对象物同轴平行光扩散光使用扩散光对象物透过、边缘对比度也降低。条件图像图像比实际小对策1：照明和对象物分离图像对策2：减小发光面光源基础知识●照明的基本位置透过光照明②因为图像的对比度不好、利用对象物的光泽差或者凹凸取得图像时、或者想取得对象物的光泽时使用。正反射光容易设置、因为照相机是倾斜的，图像也是歪的（矩形会变为梯形）。照明对象物照相机●平板照明的图像例象上图圆形照明那样，在对象物的高处设置，容易得到正反射光。设置简单、发光部被拍摄或者照明不均匀、光泽强的对象物（金属等）也有可能不能适用。使用正反射照明的同轴落射照明（使用半透镜面照明的光轴和照相机的光轴一致、可以拍摄到对象物表面的正反射光。）照明很均匀、可以均匀拍摄到光泽很强的对象物、照明稍贵。照明对象物照相机●圆形照明的图像例●同轴落射照明的图像例对象物LED照明照相机半透镜光源基础知识●照明的基本位置反射光照明正反射①IC的标志检测圆筒形对象物的伤痕使用正反射的检查例特长正反射是利用对象物的反射率不同的照明方法。即使是对比度不好的图像利用正反射部分、也可能使得对比度变大。入射角和反射角不匹配时、不能很好地拍摄正反射光。有可能反射光里会出现光源的形状、需要同时使用偏光滤镜。条件光源基础知识●照明的基本位置反射光照明正反射②模型部：「黒色」、无光泽模型部和1号管脚标志看起来都是黑色、「图像的对比度很不好」、很好利用反射率的不同，使用正反射照明。例1号管脚标志：「黒色」、有光泽平板照明照相机模型部黑色1号管脚标志白色注：正反射照明相对于对象物入射角和反射角必须一样、所以必须正确设置。请确认拍摄的图像。1号管脚标志可以使用正反射拍摄的1号管脚标志不可以使用正反射拍摄的反射角入射角LED照明光源基础知识●照明的基本位置反射光照明正反射③「IC的极性检查1」「IC的极性检查２」例这次用圆形照明从正上方拍摄刚才的IC。调节圆形照明的高度、用正反射拍摄１号管脚标志的部分。照明对象物照相机模型部：「黒色」、无光泽1号管脚标志：「黒色」、有光泽把照明尽可能与对象物分离的例把照明放在离对象物比较近的地方的例圆形照明高的时候、可以拍摄左边照片的１号管脚标志的正反射、降低高度的话，照相机不能取得正反射成分、反印刷的文字可以很清楚地看见（因为扩散反射）。请确认位置的高度。模型部黑色1号管脚标志白色LED照明AULKR-70A光源基础知识●照明的基本位置反射光照明正反射④特长扩散反射是利用对象物的扩散率的照明方法。对比度好的时候要充分捕捉扩散反射光。和正反射相比扩散反射的反射光少、特别是用高速照相机拍摄移动的物体时，要注意光线不足。条件●扩散反射例子光源体（LED）用扩散反射拍摄圆柱对象物时想保持对象物的亮度均匀时不想出现影子时照明对象物照相机●斜光照明照明●圆顶照明照明对象物照相机●圆柱对象物的图像例对象物光源基础知识●照明的基本位置反射光照明扩散反射照明对象物照相机●反射光和透过光的组合例照明用单一的照明不能得到对比度高的检查图像、为了达到目的必须要使用不同照明方法的组合。照明使用照明的组合的时候，相互不要干扰、适当调节亮度，照明方向非常重要。象左图那样透过光和反射光同时使用，并且适当设置、对象物的轮廓和表面状态部分可以同时进行检查。例光源基础知识●照明的基本位置反射光照明复合应用卤素灯也叫光纤光源，因为光线是通过光纤传输的，适合小范围的高亮度照明。它真正发光的是卤素灯炮，功率很大，可达100多瓦。高亮度卤素灯炮，通过光学反射和一个专门的透镜系统，进一步聚焦提高光源亮度。卤素灯还有一个名字叫冷光源，因为通过光纤传输之后，出光的这一头是不热的。适合对环境温度比较敏感的场合，比如二次元量测仪的照明。但它的缺点就是卤素灯炮寿命只有2000小时左右。光源的分类●卤素灯高频荧光灯，发光原理和日光灯类似，只是灯管是工业级产品，并且采用高频电源，也就是光源闪烁的频率远高于相机采集图象的频率，消除图像的闪烁。适合大面积照明，亮度高，且成本较低。但需要隔一定时间换灯管一定要进口的才过关，国内的高频做的不行，老有闪烁，国外最快可做到60KHz。光源的分类●高频荧光灯相对来说，目前LED光源最常用。主要有如下几个特点：1、使用寿命长，10000-30000小时。2、由于LED光源是采用多颗LED排列而成，可以设计成复杂的结构，实现不同的光源照射角度。3、有多种颜色可选，包括红、绿、蓝、白，还有红外、紫外。针对不同检测物体的表面特征和材质，选用不同颜色，也就是不同波长的光源，达到理想效果。光源的分类●LED光源发光二极管（LED）是一种能把电能转化为光能的固体器件，它的结构主要由PN结芯片、电极和光学系统等组成。LED的基本的工作原理是一个电光转换过程，当一个正向偏压施加于PN结两端，由于PN结势垒的降低，P区的正电荷将向N区扩散，N区的电子也向P区扩散，同时在两个区域形成非平衡电荷的积累。由于电流注入产生的少数载流子是不稳定的，对于PN结系统，注入到价带中的非平衡空穴要与导带中的电子复合，其中多余的能量将以光的形式向外辐射，电子和空穴的能量差越大，产生的光子的能量就越高。能量级差大小不同，产生光的频率和波长就不同，相应的光的颜色就不同。LED工作原理模拟同轴落射照明MSCL直接環狀照明MDRL直接環狀照明-其他選擇MDRL-NS高亮度LED照明(0.70A)MCEP-C*8-070同轴照明(0.03A/0.04A)MCEL高亮度LED点照明(0.35A)MCEP-C*8同轴照明(0.12A/0.15A)MCEC-C*8低角度环状照明MLRL无阴影照明MSRL/MSLL/MSQL光源种类线光源MLNX-DF芯片式线光源MBRC线光源MLNL拱形碗狀照明MDML條形方式/線形方式照明MBRL方形倾斜照明MDQL平行照明MCBP陣列方式背光照明MDBC/MDBL边缘方式背景照明MEBL光源种类全色照明RGB系列MEBL-CRGB25-3CHIRLED照明MDR/MBR/MDQCIRUVLED照明MDR/MBR/MDQCUV高亮度集光照明MSPP电源MLEK选配件MORITEX光源种类直射环形(垂直照射)MDRL系列LED照明方式特性:◆高亮度LED紧密排列产生360度无阴影照明◆标准形式照明,适用于广泛的应用范畴◆能够选择适配moritex镜头的型号主要应用领域：●底基及印刷板的定位,晶片部件的检查。●液晶校正,塑胶容器检查。●标签检查，管脚，集成电路印字检查及类似用途。例保险丝文字检测直射环形光源低角度环形MLRL系列LED照明方式特性:◆从低角度为反光物体提供360度无反光照明,适用于轻微不平坦的表面及破痕◆MLRL-CR(G,B,W)46提供情报0度的照明角度,可突出边缘轮廓及高度变化主要应用领域：●BGA焊球位置,形状及面积检查●镭射印字阅读●检查晶片或玻璃底基上的破痕及污垢●边缘抽取检查例IC道线板条检查・读取刻印型号低角度环形光源LED照明方式特性:◆在闪亮物体上产生柔和，均匀，漫射的照明效果。◆最适宜用于防止晕状效果。主要应用领域：●集成电路印字检查，基板元件检查●罩盖侧边及内部表面上的污垢检查●晶片外观检查●焊点检查，连接器间距检查●BGA及QFP等检查例牛仔褲鈕扣表面検査无阴影光源MSLL系列无阴影光源LED照明方式特性:◆在闪亮物体上产生柔和，均匀，漫射的照明效果。◆最适宜用于防止晕状效果。无阴影，低角度方形方式最理想用于方形物体，例如BGA及QFP。主要应用领域：●集成电路印字检查，基板元件检查●罩盖侧边及内部表面上的污垢检查●晶片外观检查●焊点检查，连接器间距检查●BGA及QFP等检查例BGA无阴影光源MSQL系列无阴影光源无阴影光源MLRL系列L