机器视觉中三种主要光源的分析报告记录

机器视觉中三种主要光源的分析报告记录

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机器视觉中三种主要光源的分析报告

重庆大学光电工程学院09级测控专业 卫瑷宇

前言：此篇分析报告主要分为五部分，前三部分分别分析了机器视觉中所使用的到的三种主要光源，第四部分对这三种光源进行对比分析，第五部分提出了机器视觉中基于此类光源，可以对检测结果进行优化的方案。

一、LED同轴光源

基本特性：LED灯具有体积小、能耗小、热量低、亮度高、寿命长、环保及坚固耐用等多种优越性能，是目前最为理想的光源选择，LED同轴光源基于LED灯的基本性质，经加工设计后，发出的光线平行垂直照射，均匀，适用于反射度极高的金属表面以及玻璃等，能够清晰的反映出凹凸物体的表面图像。

照明原理：在同轴灯里面安装一块45度半透半反玻璃。将高亮度，高密度的LED阵列排列在线路板上，形成一个面光源，面光源发出的光线经过透镜之后，照射到半透半反玻璃上，光线先通过全反射垂直照到被测物体上，从被测物体上反射的光线垂直向上穿过半透半反玻璃，进入摄像头。这样就既消除了反光，又避免了图像中产生摄像头的倒影。物体所呈现出清晰的图像，并被相机捕获，用于进一步的分析和处理。

配备材料：

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图1 同轴光源

若干小型LED光源，一个LED线路板，一个半透半反射镜片，一个凸透镜，一个CCD相机，相机和光源托架，各种连接电缆。

注意事项：

1. 因为处理的图像为边缘极细微破损的部位，分辨率要求较高，因此可选用线性CCD相机。相机的具体性能要求还要再看对精度的要求。

2. 安装时，图2中A透镜的位置必须经过多次调试才能确定，因为A透镜的位置对光的路径影响很大，必须经过反复的调整直至达到图3黄色区域的效果时才能进行固定。

3. 同轴灯只能接收和物体垂直，也就是和镜头同轴光线，因此不能用来检测有弧度的物体。

图2 图3 适用场合：由于明亮均匀的照明光源能够覆盖整个视场，因此这套照明光源系统可以成为镜面加工过程中检测刮痕的理想光源。在工业中，可以用标准的同轴照明光源，检测轴承的边缘及其破损情况。

另外，同轴灯还有一种，就是点光源。因为点光源是和同轴镜头配合使用。事实上，只是把上面同轴灯45度半透半反的玻璃，移植到镜头里面去了，所以这时选的是同轴镜头。

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二、LED条形光源

基本特性：将高密度LED阵列放置在紧凑的，成直角且可倾斜的矩形照明单元中。LED条形光源可提供斜射照明，亮度高。它的灵活性较大，但调试时也要相对费事一些。LED条形光源的低角度照射是检测金属表面边缘和突出印刷、破损的理想照明。

照明原理：将LED以高密度排列在单个条形平面电路板上。根据其设计特点，条形光源的安装角度可以进行调解，并且可以以任意角度照射在被测物体表面，光线的角度和方向可以完全改变所获取的图像。

配备材料：若干小型LED光源，两个条形LED线路板，一个

图4 条形光源CCD相机，一个相机托架，两个光源托架，各种连接电缆

图5

图6 条形光源 5