如何进行机器视觉打光及内容与要点

如何进行机器视觉打光及内容与要点

一、机器视觉光源光的概念：

1、 直射光：直接照射物体的光。直射光的特点是被照物体后面会产生影子。晴天太阳光为直射光。

2、 扩散光：各种角度的光混合在一起的光。扩散光照射被照物体不会产生阴影，如无影灯灯光就为扩散光，阴天的太阳光经过云层反射也是扩散光。

3、 平行光：光的照射方向一致，光线平行的光。

4、 偏振光：所有的光的振幅平面皆为同一平面的光，叫做偏振光。

5、 直反射（镜面反射）：

6、 漫反射：

7、 明视场：直接反射光进镜头。并不是说视野里物体亮就是明视场，物体亮度都是相对的，光源亮度高也会使暗视场的物理比较明亮。

8、 暗视场：散射光进镜头。

二、光的穿透性和反射性：波长长的光（红外光）穿透性好；波长短的光反射性好。穿透塑料薄膜检查物体首选红外；观测玻璃上灰尘划痕首选紫外。

扩散比率：反射能力。扩散比率高的光穿透性差。

人眼看不到红外光和紫外光，但是相机能够测到红外和紫外；相机对红外和紫外的感光也是有限的，要参照相机的感光特性曲线；紫外照射有些物体可以发出荧光。

三、常用照明方式：明视场、暗视场、背光照明。

一般相机都是装在被测物正上方，所以当使用同轴光的时候，是明视场；使用低角度光的是暗视场。

测试物体轮廓尺寸多选背光照明方式。

四、光源颜色的选择：

1、 用光的穿透性或扩散特性。

2、 被测物是彩色：什么颜色的物体反射什么颜色的光，相机观察就是亮色（白色）；吸收其他颜色的光，相机观察就是暗色（黑色）。波长接近，吸收的少；波长相差大，吸收的多。

3、 即使相同颜色的物体，由于材质不同，对光的反射特性也不同。短波长光照射不同材质物体，反光率差异大；长波长光照射，反光率差异相对小。

五、偏光板和偏光滤镜：

作用：1、消除反光干扰：

利用原理：镜面反射中入射光为偏振光，反射光也是偏振光；漫反射中入射光是偏振光，反射光非偏振光。

例子：取玻璃窗中玩具的图像，视野里会有玻璃反射的光源影像，造成干扰。光源上装偏光板，镜头上装偏光滤镜。偏振光经玻璃反射仍为偏振光，利用偏光滤镜过滤掉这些偏振光即可消除光源影像干扰；玩具上为漫反射，总有一部分漫反射光到镜头里，即可成像。

缺点：亮度会被削减。

2、辨别材质：同一束偏振光经过不同材质折射，振幅面角度改变大小不同。这样再经过偏光板的过滤得到的图像亮度就不同（体现在相机上就是颜色不同），即可区分不同材质。应用：瓶装液体成分的检测。

六、实操：

1、 根据视野大小（视野要比被测物稍大），镜头焦距，CCD尺寸可以初步估算工作距离。

2、 研究被测物体，利用室内光做光源，眼睛作镜头即可估测用明视场还是暗视场打光成像效果好。能选用低角度环形光的话成本会比同轴光便宜。根据被测物和背景的颜色差异选光源颜色；根据被测物大小选合适尺寸的光源；根据被测物的特性选光源类型。

3、 操作中注意手法细节，防止镜头脱落；一手调节支架高低，一手托住支架。

4、 调试中光源亮度越低，相机光圈越大，景深越小，越容易得到最清晰最锐利的图像。（景深大，图像质量都勉勉强强算清晰，却又得不到最清晰）。