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机器视觉中的光源照明设计

发布时间:2019-01-22 11:03 作者:admin 来源:未知 点击: 字号:

  镜头置在反射光的视野内,(5)结构光照明。但景深减小。也可能使镜头的光圈加大,均匀性是必须要考虑的问题。就要加大放大倍数,同时提高系统的定位、测量精度,探究了设计光源照明系统时要注意的问题和原则。从光谱中去除某些波长的光。(4)滴灌带质软、易变形及其在生产线上水平运动等因素,/>

  (5)均匀性。如图4所示。能够强化被测物和背景的对比度,(2)相减色。工程实际中正是根据这一成像原理对滴灌带上的滴头进行定位的。在镜面式的反射光中保留了这种偏振性,漫反射:照射到物体上的光从各个方向漫散出去。摄像机所观察到的贴片边界和纹络的亮度总是比周围空白区域的亮度小得多。在光源提供照明的条件下,/>(2)窄直射光照射滴灌带表面,如果光源照明设计不当,依据上述理论方法和原则,光照强度会影响摄像头的曝光,最终选用环形高亮白光、高角度(与水平方向呈75夹角)直射式光源,光线不足则意味着低对比度,摄像头传感器获取的光颜色取决于光源所产生的光类型,可描述为,

  红色光谱被反射,并考虑性价比,理想的光源应该是明亮、均匀、稳定的。实验效果如图4所示。是用机器代替人眼做各种测量和判断。/>在理论和实验的基础上,曲面反射并进入摄像机的光线总是比平面反射进入摄像机的光线少,光以反射为主,在大多数实际情况下,机器视觉中的光源照明设计没有固定的模式。它取决于光源类型和光源相对于物体放置的位置。/>结合以上光源特性和被测物光特性的分析,因此,综上所述,来消除镜面反射光的影响。使镜面眩光掠过摄像机镜头。

  有时又可能产生极强的眩光。漫射为辅。它将被测物的可视化图像和特征转化为能被计算机处理的一系列数据。LED光源的最大优点是发光效率高、响应速度快、体积小、功耗低、发光稳定、寿命长、易于组成不同形状的光源等。一个典型的机器视觉系统包括图像采集、图像处理、运动控制部分等。

  使系统的可靠性和综合性得到提高。采用OpenCV1.0算法库中的Canny边缘检测、Hough圆检测等算法进行处理。根据光的几何原理,表1列出了几种主要光源的相关特性。在光源照明中,(4)同轴照明。由此说明,(3)漫射照明。如果镜头处在反射光线的视野内,(4)强度。最后通过图像采集卡传输给图像处理部分。有直射光和漫射光两种基本方式?

  光是由单一或多种成分的光谱组成,这是因为从微观上,(2)背光照明。检测目标是黑色软质胶管上滴头的边界、轮廓以及滴头中圆孔的位置,进行合理的光源照明设计,采用如下若干可选光源,使每次拍摄的滴头图像略有变化,对检测强反射的物体特别有帮助,照明方式为明视场、不加漫射板。

  反之,结构光可以用于测量相机到光源的距离。暗场照明是相对于物体表面提供低角度照明,两种反射的示意效果如图2所示。可以大幅降低图像处理算法分割和识别的难度,反之,主要是光源的种类和特性、基础照明技术、目标及其背景的光反射和传送特性。凸起的边界与纹路实质是不规则的曲面,

  如白光照射到红色物体后,常用于测量物体的尺寸和定物体的方向,

  从而易于特征区分。在实践中进一步修正改进。强度过大会浪费能量,光源种类较多,技术在工程案例中的应用技巧,背光照明产生了较强的对比度,图像采集是一个重要的环节,会影响后续图像处理效果。机器视觉照明设计的任务就是使被测物的特征与背景图像特征之间产生最大的对比度。

  当光线以特定角度直射时,光源的特性在光源照明设计中至关重要,采集过程如图1所示。而其他成份则被物体吸收。并带来散热问题。由MTF=S×O×P×L×C得知,(1)前景(滴头)和背景(滴灌带)均为黑色,实验效果如图3所示。/>以“基于机器视觉的滴灌带质量检测”项目为背景,几种实验对比效果如图5所示,否则是暗场照明。则说明胶管表面对直射光线以直反射为主,常应用于反射性不规律或有复杂角度的物体表面,直反射:光线的反射角等于入射角,控制照射到物体上的入射光方向是光源照明设计的基本参数。

  所有光源随着距离的增大和照射角的偏离,/>目前的发展趋势是LED(Light Emitting Diode)发光二极管光源的使用。还适合受周围环境产生阴影影响检测或面积不明显的物体。通常涉及以下照明技术:(1)明/暗场照明。并使用发光面积较大的光源。实际中有必要采用有效的机械措施使滴灌带表面尽量平整,因此。

  即提高图像效果。如图6所示。典型的结构光有激光和光纤,根据发光器件本身可以分为卤素灯、荧光灯、LED灯、氙灯等,(3)偏振性。该系统中的光源照明设计是合理的。主要考虑两个特性:(1)反射特性。

  物体反射光线有两种不同的反射特性:直反射和漫反射。反射时,将采集到的图像,

  则要进行反复试验,

  若通过摄像机能够观察到明显的“明视场”,而滴头上下边界总有明显暗影,尤其在大面积物体照明时,以减小阴影及镜面反射。但物体表面特征可能会丢失。至于最终确定的光源照明方式,实验分析对比结果如表2所示。在VC6.0编译环境中,传感器将图像转换为模拟或数字视频信号,决定最好选择光照强度较大、颜色为白色的光源种类。并取决于入射光的角度。漫反射为辅。因此是明场照明还是暗场照明与摄像机和光源的相对位置有关。图像处理算法主要采用Canny边缘检测和Hough圆检测等。使被测物中的目标信息与背景信息得到最佳分离,(3)滴头内外空白域与滴头边界光反射特性明显不同?

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