機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的核心是圖像的采集和處理，圖像本身的質(zhì)量對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的影響極為關(guān)鍵。而照明光源則是決定機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)圖像質(zhì)量的最重要因素，通過(guò)選擇合適的光源，可以使圖像中的目標(biāo)特征與背景信息得到最佳分離，從而大大降低圖像處理的難度，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。在機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)中，光源的作用主要體現(xiàn)在：
1、突出測(cè)量特征，簡(jiǎn)化圖像處理算法；
2、克服環(huán)境光的干擾，提高圖像信噪比；
3、提高視覺(jué)系統(tǒng)的定位、測(cè)量、識(shí)別精度，以及系統(tǒng)的運(yùn)行速度；
4、降低系統(tǒng)設(shè)計(jì)的復(fù)雜度；
為何要選用LED光源
在機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)中，較為常見(jiàn)的照明光源一般有LED光源、鹵素?zé)艉透哳l熒光燈。目前，LED光源最為常用，且已在機(jī)器視覺(jué)光源領(lǐng)域占據(jù)主導(dǎo)地位，已成為機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的首選光源。機(jī)器視覺(jué)LED光源主要具備以下幾大優(yōu)點(diǎn)：
1、結(jié)果設(shè)計(jì)靈活：
在機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)中，對(duì)于同一檢測(cè)對(duì)象采用結(jié)構(gòu)或形狀各異的光源時(shí)，所得到的圖像效果千差萬(wàn)別。其根本原因在于，對(duì)于不同的檢測(cè)對(duì)象，要突顯其被測(cè)特征，就會(huì)對(duì)光源的結(jié)構(gòu)形狀、發(fā)光角度、照度大小等產(chǎn)生特定的要求。對(duì)于這一點(diǎn)，鹵素?zé)艉蜔晒鉄綦y以隨要求而定制，而LED光源由一顆顆LED顆粒組合設(shè)計(jì)而成，其單個(gè)顆粒體積小，為各種復(fù)雜的光源設(shè)計(jì)提供了可能，在照明結(jié)構(gòu)，照射范圍、照射角度、照度大小、亮度控制等方面具有更大的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)自由度，可滿足不同檢測(cè)對(duì)象的實(shí)際需要。
2、多色選擇
對(duì)于具有不同光學(xué)屬性和表面紋理的被測(cè)對(duì)象而言，選用不同顏色的光源，采集到的圖像也會(huì)不同。在機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)中，光源顏色的選擇對(duì)于成像效果和質(zhì)量的影響至關(guān)重要。目前，LED具備了多種顏色可供選擇：從遠(yuǎn)紅外、可見(jiàn)光、到紫外，有十幾種波段（顏色）的LED以供使用，白色光線LED的色溫也從3000k-8000k可選。這一特點(diǎn)是其它類型光源所不具備的。
3、響應(yīng)速度快
單個(gè)LED顆粒的響應(yīng)時(shí)間為納秒級(jí)，考慮LED光源的容性和感性，其響應(yīng)速度一般也在1 0微秒以內(nèi)。因此在需要光源快速點(diǎn)亮、快速通斷或者快速切換的場(chǎng)合，具有其它光源無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)。
4、壽命超長(zhǎng)
任何機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)都需要具有長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定的圖像采集條件，光源亮度衰減過(guò)快或壽命過(guò)短都是制約視覺(jué)系統(tǒng)整體質(zhì)量的關(guān)鍵因素。機(jī)器視覺(jué)LED光源在持續(xù)使用的情況下，一般在3萬(wàn)小時(shí)候才進(jìn)入半衰期，而其壽命一般在1 0萬(wàn)小時(shí)以上，大大高于其它類型的光源。此外，如果選配科視的頻閃照明的方式，可大幅降低光源的工作溫度，其壽命可相應(yīng)延長(zhǎng)數(shù)信。
5、可觸發(fā)和頻閃控制
因LED本身屬于電致發(fā)光的半導(dǎo)體材料，而且響應(yīng)速度超快，可被用于融發(fā)點(diǎn)亮或頻閃照明，以提高光源的利用效率或瞬間照明亮度。
6、綜合成本低
LED光源具備發(fā)光效率高、壽命長(zhǎng)、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)的特性，因此大大減少了其設(shè)備運(yùn)行成本和維護(hù)成本，相對(duì)于鹵素?zé)艉蜔晒鉄簦湓谛詢r(jià)比和綜合成本方面具備更大的優(yōu)勢(shì)。
機(jī)器視覺(jué)LED光源分類
1、標(biāo)準(zhǔn)型光源
機(jī)器視覺(jué)專用LED光源是Moritex自主研發(fā)、制造的核心產(chǎn)品，目前已形成23大標(biāo)準(zhǔn)系列上千余款產(chǎn)品，包含：通用環(huán)形光源、面光源、平行面光源、環(huán)形無(wú)影光源、四面可調(diào)光源、線掃描光源、平行線光源、條形光源、圓頂光源、平面無(wú)影光源、同軸光源、同軸平行光源、同軸線性光源、點(diǎn)光源、超大功率工業(yè)冷光源、隧道式線掃描光源等。
2、行業(yè)專用型光源
針對(duì)規(guī)?；奶囟ㄐ袠I(yè)應(yīng)用，Moritex已開發(fā)出百余款行業(yè)專用型LED光源，如AOI光源，印刷機(jī)對(duì)位光源，固晶機(jī)專用光源、醫(yī)療內(nèi)窺專用光源等。
3、“量身定制”型光源
在視覺(jué)行業(yè)中，每個(gè)案例（檢測(cè)對(duì)象）都具備不同的幾何特征、光學(xué)屬性和工程要求。而標(biāo)準(zhǔn)型光源并不總能保證每個(gè)案例都能拍攝出理想的圖像。因此，為解決這一問(wèn)題，根據(jù)案例需求隨時(shí)量身定制新型光源，是十分重要的。
如何選澤機(jī)器視覺(jué)LED光源
機(jī)器視覺(jué)LED光源具體的選取方法還在于試驗(yàn)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。但應(yīng)了解以下幾點(diǎn)：
1.檢測(cè)內(nèi)容
2.檢測(cè)的目的及您想看什么？（異物、傷痕、缺損、標(biāo)識(shí)、形狀等）
3.表面狀態(tài)（鏡面、糙面、曲面、平面）
4.立體、平面
5.材質(zhì)、表面顏色
6、視野范圍？
7.動(dòng)態(tài)還是靜態(tài)（相機(jī)快門速度）
8.工作距離（鏡頭下端到被測(cè)物表面距離）
9.設(shè)置條件（照明的大小、照明下端到被測(cè)物表面的距離、反射型or透射型）
10.周圍環(huán)境（溫度、外亂光）
11.相機(jī)的種類（面陣、線陣）
1、突出測(cè)量特征，簡(jiǎn)化圖像處理算法；
2、克服環(huán)境光的干擾，提高圖像信噪比；
3、提高視覺(jué)系統(tǒng)的定位、測(cè)量、識(shí)別精度，以及系統(tǒng)的運(yùn)行速度；
4、降低系統(tǒng)設(shè)計(jì)的復(fù)雜度；
為何要選用LED光源
在機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)中，較為常見(jiàn)的照明光源一般有LED光源、鹵素?zé)艉透哳l熒光燈。目前，LED光源最為常用，且已在機(jī)器視覺(jué)光源領(lǐng)域占據(jù)主導(dǎo)地位，已成為機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的首選光源。機(jī)器視覺(jué)LED光源主要具備以下幾大優(yōu)點(diǎn)：
1、結(jié)果設(shè)計(jì)靈活：
在機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)中，對(duì)于同一檢測(cè)對(duì)象采用結(jié)構(gòu)或形狀各異的光源時(shí)，所得到的圖像效果千差萬(wàn)別。其根本原因在于，對(duì)于不同的檢測(cè)對(duì)象，要突顯其被測(cè)特征，就會(huì)對(duì)光源的結(jié)構(gòu)形狀、發(fā)光角度、照度大小等產(chǎn)生特定的要求。對(duì)于這一點(diǎn)，鹵素?zé)艉蜔晒鉄綦y以隨要求而定制，而LED光源由一顆顆LED顆粒組合設(shè)計(jì)而成，其單個(gè)顆粒體積小，為各種復(fù)雜的光源設(shè)計(jì)提供了可能，在照明結(jié)構(gòu)，照射范圍、照射角度、照度大小、亮度控制等方面具有更大的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)自由度，可滿足不同檢測(cè)對(duì)象的實(shí)際需要。
2、多色選擇
對(duì)于具有不同光學(xué)屬性和表面紋理的被測(cè)對(duì)象而言，選用不同顏色的光源，采集到的圖像也會(huì)不同。在機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)中，光源顏色的選擇對(duì)于成像效果和質(zhì)量的影響至關(guān)重要。目前，LED具備了多種顏色可供選擇：從遠(yuǎn)紅外、可見(jiàn)光、到紫外，有十幾種波段（顏色）的LED以供使用，白色光線LED的色溫也從3000k-8000k可選。這一特點(diǎn)是其它類型光源所不具備的。
3、響應(yīng)速度快
單個(gè)LED顆粒的響應(yīng)時(shí)間為納秒級(jí)，考慮LED光源的容性和感性，其響應(yīng)速度一般也在1 0微秒以內(nèi)。因此在需要光源快速點(diǎn)亮、快速通斷或者快速切換的場(chǎng)合，具有其它光源無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)。
4、壽命超長(zhǎng)
任何機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)都需要具有長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定的圖像采集條件，光源亮度衰減過(guò)快或壽命過(guò)短都是制約視覺(jué)系統(tǒng)整體質(zhì)量的關(guān)鍵因素。機(jī)器視覺(jué)LED光源在持續(xù)使用的情況下，一般在3萬(wàn)小時(shí)候才進(jìn)入半衰期，而其壽命一般在1 0萬(wàn)小時(shí)以上，大大高于其它類型的光源。此外，如果選配科視的頻閃照明的方式，可大幅降低光源的工作溫度，其壽命可相應(yīng)延長(zhǎng)數(shù)信。
5、可觸發(fā)和頻閃控制
因LED本身屬于電致發(fā)光的半導(dǎo)體材料，而且響應(yīng)速度超快，可被用于融發(fā)點(diǎn)亮或頻閃照明，以提高光源的利用效率或瞬間照明亮度。
6、綜合成本低
LED光源具備發(fā)光效率高、壽命長(zhǎng)、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)的特性，因此大大減少了其設(shè)備運(yùn)行成本和維護(hù)成本，相對(duì)于鹵素?zé)艉蜔晒鉄簦湓谛詢r(jià)比和綜合成本方面具備更大的優(yōu)勢(shì)。
機(jī)器視覺(jué)LED光源分類
1、標(biāo)準(zhǔn)型光源
機(jī)器視覺(jué)專用LED光源是Moritex自主研發(fā)、制造的核心產(chǎn)品，目前已形成23大標(biāo)準(zhǔn)系列上千余款產(chǎn)品，包含：通用環(huán)形光源、面光源、平行面光源、環(huán)形無(wú)影光源、四面可調(diào)光源、線掃描光源、平行線光源、條形光源、圓頂光源、平面無(wú)影光源、同軸光源、同軸平行光源、同軸線性光源、點(diǎn)光源、超大功率工業(yè)冷光源、隧道式線掃描光源等。
2、行業(yè)專用型光源
針對(duì)規(guī)?；奶囟ㄐ袠I(yè)應(yīng)用，Moritex已開發(fā)出百余款行業(yè)專用型LED光源，如AOI光源，印刷機(jī)對(duì)位光源，固晶機(jī)專用光源、醫(yī)療內(nèi)窺專用光源等。
3、“量身定制”型光源
在視覺(jué)行業(yè)中，每個(gè)案例（檢測(cè)對(duì)象）都具備不同的幾何特征、光學(xué)屬性和工程要求。而標(biāo)準(zhǔn)型光源并不總能保證每個(gè)案例都能拍攝出理想的圖像。因此，為解決這一問(wèn)題，根據(jù)案例需求隨時(shí)量身定制新型光源，是十分重要的。
如何選澤機(jī)器視覺(jué)LED光源
機(jī)器視覺(jué)LED光源具體的選取方法還在于試驗(yàn)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。但應(yīng)了解以下幾點(diǎn)：
1.檢測(cè)內(nèi)容
2.檢測(cè)的目的及您想看什么？（異物、傷痕、缺損、標(biāo)識(shí)、形狀等）
3.表面狀態(tài)（鏡面、糙面、曲面、平面）
4.立體、平面
5.材質(zhì)、表面顏色
6、視野范圍？
7.動(dòng)態(tài)還是靜態(tài)（相機(jī)快門速度）
8.工作距離（鏡頭下端到被測(cè)物表面距離）
9.設(shè)置條件（照明的大小、照明下端到被測(cè)物表面的距離、反射型or透射型）
10.周圍環(huán)境（溫度、外亂光）
11.相機(jī)的種類（面陣、線陣）
