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機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)中光源設(shè)計(jì)的相關(guān)因素簡(jiǎn)介

來(lái)源:陜西維視圖像數(shù)字技術(shù)有限公司   2011年09月28日 17:04  

    不同機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的照明設(shè)計(jì)各不相同,這是因?yàn)橛绊懻彰鞣桨傅囊蛩胤浅6?。如光的?qiáng)度、顏色、均勻性、光源的結(jié)構(gòu)、大小、照射方式、以及被測(cè)物體的光學(xué)特性、距離、物體大小、背景特性等。同時(shí)還與檢測(cè)物體的特性、工作環(huán)境等因素相關(guān)。

    照明設(shè)計(jì)主要涉及三個(gè)方面:光源的種類和特性;目標(biāo)及其背景的光反射和傳送特性;以及光源的結(jié)構(gòu)。*光源和照明方式的選擇需要理論知識(shí),但實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)以及反復(fù)的大量試驗(yàn)也很重要。

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    機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)中光源的設(shè)計(jì)涉及到五個(gè)重要因素,即方向、光譜、強(qiáng)度、偏振性及均勻性。下面對(duì)各個(gè)因素的相關(guān)知識(shí)做以簡(jiǎn)介。

    方向:選擇不同的視覺(jué)光源,控制和調(diào)節(jié)照射到物體上的入射光的方向是機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的zui基本的參數(shù)。它取決于光源的類型和相對(duì)于物體放置的位置。一般來(lái)說(shuō)有二種zui基本的方式,所有其它的方式都是從這二種方法中延伸出來(lái)的,即直射光和散射光。

    直射光:入射光基本上來(lái)自一個(gè)方向,射角小,它能投射出物體陰影;

    散射光:入射光來(lái)自多個(gè)方向,甚至于所有的方向,它不會(huì)投射出明顯的陰影。
 

    光譜:光是由單一的或多種成份的光譜組成的,例如日光的光譜就是由從紅外到紫外的所有光譜組成的,人眼能感覺(jué)的光譜范圍在380nm至780nm之間,即從紅色780nm到紫色380nm。光的顏色,取決于光源所產(chǎn)生的光的類型,以及覆蓋在光源或攝像機(jī)鏡頭上的光學(xué)濾色鏡。

    可見(jiàn)光光譜
 

    偏振性:(Polarization)又稱極化光,是光波的一種特性,光在傳播時(shí)和電磁波一樣是震蕩的,一般的光波的震蕩方向是不定的,而極化光的震蕩方向處在一個(gè)確定的平面上,例如線性極化光的振蕩軸與傳播方向垂直。光波的這種定向性,在鏡面式的反射光中保留了這種偏振性,而漫散式的反射光則丟失了。這樣就可以使用光線的偏振性使鏡面眩光掠過(guò)攝像機(jī)鏡頭,來(lái)消除鏡面反射光的影響。

    強(qiáng)度:光照的強(qiáng)度會(huì)影響攝像機(jī)的曝光,光線不足則意味著低對(duì)比度,就要加大放大倍數(shù),就可能同時(shí)將噪音放大,也可能會(huì)使鏡頭的光圈加大,但景深減小了,增加了散熱的可能;反過(guò)來(lái),強(qiáng)度過(guò)大會(huì)浪費(fèi)能量,并帶來(lái)散熱的問(wèn)題。

    均勻性:在所有的機(jī)器視覺(jué)應(yīng)用中,都會(huì)要求均勻的光照,因?yàn)樗械墓庠措S著距離的增加和照射角的偏離,其照射強(qiáng)度減小,所以在對(duì)大面積物體照明時(shí),會(huì)帶來(lái)較大的問(wèn)題,有時(shí)只能做到視場(chǎng)的中心位置保持均勻。

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