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機(jī)器視覺系統(tǒng)的正向照明技術(shù)特性及優(yōu)勢簡介

  摘要：在機(jī)器視覺系統(tǒng)中，利用各種不同性能和結(jié)構(gòu)的光源，以及物體和背景對光的反射和傳送特性就可以根據(jù)系統(tǒng)需要設(shè)計出不同的照明方案。

　　在機(jī)器視覺系統(tǒng)中，利用各種不同性能和結(jié)構(gòu)的光源，以及物體和背景對光的反射和傳送特性就可以根據(jù)系統(tǒng)需要設(shè)計出不同的照明方案。照明技術(shù)可分正向和背向照明二大類，每一類又有很多的變化。下面對正向照明技術(shù)的相關(guān)特性及技術(shù)優(yōu)勢做以簡介。
　　鏡面：光線直接從物體的表面反射而進(jìn)入攝像機(jī)鏡頭。物體的鏡面反射不一致的各個區(qū)域，可用這一照明方式將它們區(qū)分出來。物體表面每傾斜一度，都會使鏡面反射光移動二度。這種照明技術(shù)對于物體的姿態(tài)是非常敏感的。
　　離軸照明：光源在鏡頭軸線的側(cè)面，鏡面反射有可能到不了鏡頭，從而避開了鏡面反射而引起特亮光的干擾，而漫反射光部分則可能進(jìn)入鏡頭。zui典型的例子是光滑的金屬表面模印上表面粗糙的文字。文字因漫反射光進(jìn)入鏡頭而亮，而金屬表面背景因鏡面反射光而達(dá)不到鏡頭，形成黑背景。
　　半漫射照明：光線來自比較寬角度的各方向，例如環(huán)形光源。這種照明方式能獲得比較好質(zhì)量的圖像，并具有較好的均勻性，可以有比較大范圍的視場。
　　漫散照明：光線來自所有方向，用于不同的物體特征有不同的漫反射特性、使鏡面反射zui少，以及使因表面方向變化而引起的影響差異很大的反射zui小。
　　黑場：光線來自與鏡頭視線方向成90°的方向，所有鏡面反射和所有來自平面的漫反射都會掠過鏡頭不能進(jìn)入攝像機(jī)。而無規(guī)律的表面，例如劃痕，會產(chǎn)生強(qiáng)烈的閃爍，而被攝像機(jī)轉(zhuǎn)換成圖像。
　　正向照明應(yīng)用實例，如下圖所示讀取金屬表面壓印的文字，金屬表面是光亮的，而文字因壓印是粗糙的。圖1-5為正向高角度的照明(又稱亮場)，這是zui常采用的方式，優(yōu)點是光照強(qiáng)、相對較均勻，缺點是會產(chǎn)生鏡面的高亮反射。圖1-6為低角度暗場式照明，特別適合于在平滑光潔的表面檢測文字、傷痕等具有較粗紋理的目標(biāo)。入射光在平滑表面以相同角反射而錯過鏡頭形成較暗的背景，而具有漫反射特性的目標(biāo)則將一部分光射入鏡頭而成為亮的圖像。