此功能经常用于透过比较薄的塑胶物体
作者:今年会jinnianhui  日期:2026-02-13  浏览:  来源:今年会官网

  什么是机器视觉呢?机器视觉是用机器代替人眼来做测量和判断。而光源是检测的基础。一个好的打光效果,基本决定了视觉检测是否能够成功。马克拉伯机器视觉软件虽然功能全面有预处理图像的功能,但是图片效果太差也是会影响检测结果的。

  整套的机器视觉设备由,机器、视觉、系统组成。机器负责机械的运动和控制;视觉通过光源、工业镜头、工业相机、图像采集卡等来实现;系统主要是指软件。

  在视觉系统中图像非常重要,通过适当的光源照明可以将被测物体的目标信息与背景信息区分,以获得高品质,高对比度的图像,从而可以降低图像处理算法的难度,同时提供系统的精度和可靠性。

  背向照明:能获得高对比度的图像,图像效果为黑白分明的被测物轮廓,常用于尺寸测量;

  结构光照明:是将光栅或线光源等投射到被测物上,根据它们产生的畸变,解调出被测物的三维信息。

  3、按照照明方式可分为穹形光源、环形光源、平行光源、同轴光源、点光源、低角度光源、线光源、光栅等。

  在机器视觉领域,许多工程师将图像精度与相机像素紧密关联,陷入了一场无止境的“像素军备竞赛”。

  然而,一个常被忽视的事实是:光学系统的最终表现,不取决于最强的那个环节,而往往受限于最薄弱的那个环节。

  当我们拥有一台高像素的相机,却配以不恰当的光源时,就如同为高性能镜头盖上了一层磨砂玻璃,其解析潜力无从发挥。

  正如开篇所言,优化光源配置后的 500 万像素相机,其测量精度超越配置不当的 2000 万像素设备,并非天方夜谭。

  这背后是光学物理的精准应用:恰当的光源方案能通过增强对比度、抑制噪点、锐化边缘,将传感器每一个像素的潜力激发到极致,从而实现真正的“降维打击”,让边缘识别锐度提升400%成为可能。

  背光源(Back Light)与远心镜头(Telecentric Lens)的组合,被公认为尺寸测量领域的“黄金标准”。

  然而,“黄金搭档”在面对表面光滑的金属零部件时,其稳定性正在遭遇严峻考验。强烈的镜面反射会使本应清晰、锐利的边缘区域形成巨大的光晕(Bloom)或过曝(Overexposure),导致边缘像素饱和、丢失真实的灰度渐变信息。视觉软件在提取此类边缘时,会出现剧烈跳动或严重偏差,使得测量结果的准确性和重复性(Repeatability)大幅降低。

  面对上述困境,简单地更换更高像素的相机或更昂贵的镜头往往是成本高昂且收效甚微的。此时,在背光源与控制器之间引入“光线控制板”(Light Controller),成为了一项关键技术革新。

  光线控制板远非简单的“开关”或“调光器”,它是光源系统的“大脑”和“指挥官”。 其核心价值在于对光输出进行高精度、时序化的数字控制:

  通过 PWM(脉冲宽度调制)技术,可实现 256 级(甚至更高)的精细化亮度调节。这意味着工程师可以根据金属件的反光程度,将光源强度精确地设定在“足以凸显轮廓,但又绝不过曝”的甜蜜点(Sweet Spot),这是传统模拟调光无法实现的。

  这是解决运动物体拖影和环境光干扰的利器。光线控制板可以接收相机的触发信号,在相机曝光的一瞬间(微秒级),以极高的频率驱动光源进行一次极短时间的“闪光”(Strobe)。

  其效果是革命性的:对于运动物体,极短的闪光时间(如 10μs)可以完全“冻结”运动,避免拖影;对于环境光,短暂的闪光功率远高于环境光,使其影响可被忽略不计,从而在复杂工业环境下获得极其稳定的图像。

  高级的光线控制板支持多通道独立编程控制。这意味着在一个视觉系统中,可以同时控制背光源、前向的条形光、穹顶光等,通过分时触发,在同一工位、一次拍照流程中,获取不同照明方案下的多幅图像,分别用于测量、字符识别、缺陷检测等,极大提升了系统的综合能力。

  实际上,光源的选择以及打光方式需要具体考虑应用的场景。不同的打光方式,会影像具体的成像效果,从而关系到光源的选择。

  优点:结构简单,尺寸检测效果稳定可靠;一般情况下图像黑白对比清晰,便于处理;相机正对光源拍摄,亮度容易满足。

  缺点:大部分在线检测项目不方便实用,多层交叠不透明体会互相干扰;有一定厚度,带倒角、圆角的物体或者圆柱体尺寸测量容易出现虚边,结果会有偏差,如果检测精度要求很高,则可靠性不高。

  缺点:光源本身结构比较复杂,成本高,多其他配套硬件要求也比较高(例如需配合远心镜头使用等)、安装调试要求高。

  应用技巧:光源和镜头必须同轴,如果不同轴,效果很差。调好后稳妥固定,以免使用过程中由于震动或不对称外力长期影响而错位。

  结构描述:如图所示,低角度照射,表面平整部位反光无法进入镜头,图像亮度较低;不平整部位反光进入镜头,图像亮度较高。

  结构描述:如图所示,高角度照射,表面平整部位反光比较容易进入镜头,图像亮度较高;不平整部位反光杂乱,部分光线进入不到镜头,图像亮度较低。

  主要应用:不平整物体轮廓检测、定位、尺寸测量,弧形表面严重缺陷检测、表面雕刻、印刷图案识别与缺陷检测等项目。

  常用光源:球积分光源、拱形光源、四边无影光源、环形无影光源、超大面积光源、灯箱式光源等。

  与物体表面自然色相同或相近颜色的光照射到物体上之后,反射率比较高;对比色照射,则反射率较低。利用这一原理,可以实现加强图像效果、过滤背景干扰的目的。

  视觉应用常用的红外光在近红外波段,主要有850nm和940nm两种,人眼一般看不到这两种光线。人眼一般看不到这两种光线。波长比较长,透过有机材质的能力比较强,此功能经常用于透过比较薄的塑胶物体,也可用于过滤一些有机染料形成的颜色干扰。