傳統(tǒng)的彩色(RGB)機(jī)器視覺基于人眼三色原理,而多光譜(Multispectral)和高光譜(Hyperspectral)成像則通過獲取物體在數(shù)十至數(shù)百個連續(xù)窄波段下的圖像,揭示更豐富的光譜指紋信息。這對光源提出了特殊要求:寬光譜覆蓋:光源需要提供足夠強(qiáng)度且均勻的照明,覆蓋從紫外、可見光到近紅外(UV-VIS-NIR,如350-1000nm或更寬)的寬范圍。常用高亮度鹵鎢燈(穩(wěn)定連續(xù)光譜)或特定組合的LED陣列(覆蓋關(guān)鍵波段)。光譜穩(wěn)定性:光源的光譜輸出必須高度穩(wěn)定,避免漂移影響分析結(jié)果。鹵鎢燈需恒流供電,LED需精確控溫控流。均勻性要求極高:不僅是空間均勻性,光譜均勻性(不同位置光譜成分一致)同樣關(guān)鍵,否則會導(dǎo)致光譜數(shù)據(jù)失真??赡苄枰e分球勻光或精密光學(xué)設(shè)計。照明方式適配:根據(jù)應(yīng)用(反射、透射、熒光)選擇前向照明(如環(huán)形光、穹頂光)、背光或特定角度照明。高光譜光源常用于:材料分類與鑒別(塑料分選、礦物分析);化學(xué)成分檢測(農(nóng)產(chǎn)品糖度、水分、成熟度;藥品有效成分);生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用(組織病理、細(xì)胞分析);精細(xì)農(nóng)業(yè)(作物健康監(jiān)測);環(huán)境監(jiān)測;防偽等。光源的性能(亮度、穩(wěn)定性、均勻性、光譜范圍)是獲得高質(zhì)量光譜數(shù)據(jù)立方體并進(jìn)行有效分析的前提。內(nèi)孔光源深入孔內(nèi)進(jìn)行照明。湖南高亮大功率環(huán)形光源轉(zhuǎn)角同軸

創(chuàng)新光源技術(shù)拓展能力邊界:結(jié)構(gòu)光投影: 高速投射的精密編碼圖案(如條紋或點(diǎn)陣),為3D視覺系統(tǒng)提供深度計算基準(zhǔn),廣泛應(yīng)用于機(jī)器人引導(dǎo)、曲面檢測。多光譜/高光譜成像: 集成特定窄波段光源陣列,可識別材料化學(xué)成分差異(如水果糖度、藥品成分分布),超越人眼感知極限。頻閃同步技術(shù): 光源與相機(jī)快門在微秒級精細(xì)聯(lián)動,“凍結(jié)”高速運(yùn)動物體(如瓶蓋旋擰、傳送帶零件),消除運(yùn)動模糊。智能自適應(yīng)光源: 結(jié)合實(shí)時反饋算法,動態(tài)調(diào)整亮度與角度,應(yīng)對復(fù)雜多變的生產(chǎn)環(huán)境(如反光材質(zhì)混線生產(chǎn))。鎮(zhèn)江高亮條形光源大型條型側(cè)向光檢測物體表面劃痕。

偏振光在機(jī)器視覺中的應(yīng)用:消除反光與增強(qiáng)對比度偏振光技術(shù)是解決物體表面鏡面反射(眩光)和增強(qiáng)特定特征對比度的有效光學(xué)手段。其基本原理是利用偏振片(Polarizer)控制光波的振動方向。在機(jī)器視覺照明中,典型的應(yīng)用模式有兩種:1.光源+偏振片,相機(jī)鏡頭前加偏振片:光源發(fā)出的非偏振光經(jīng)過起偏器(Polarizer)變?yōu)榫€偏振光照射物體。物體表面反射光包含鏡面反射(通常保持原偏振方向)和漫反射(偏振方向隨機(jī))。相機(jī)鏡頭前的檢偏器(Analyzer)若旋轉(zhuǎn)至與起偏器方向垂直(正交),則可有效阻擋鏡面反射光(變暗或消失),同時允許部分漫反射光通過。這能抑制眩光,使被眩光覆蓋的表面紋理、劃痕、印刷圖案等得以顯現(xiàn)。2.只相機(jī)鏡頭前加偏振片:當(dāng)環(huán)境光或光源(如穹頂光)包含偏振成分時(如來自金屬表面反射),旋轉(zhuǎn)檢偏器也能幫助過濾掉特定方向的偏振干擾光,增強(qiáng)圖像對比度。偏振照明特別適用于檢測光滑表面(金屬、玻璃、塑料、漆面)的劃痕、凹陷、異物、油污、薄膜厚度(利用雙折射效應(yīng))等。配置時需仔細(xì)調(diào)整光源偏振片與相機(jī)偏振片的相對角度(通常正交效果比較好),并考慮光線入射角的影響。雖然增加成本并損失部分光強(qiáng),但在解決棘手反光問題時效果突出。
條形光源:方向性照明與靈活組合條形光源(BarLight)由直線排列的LED組成,結(jié)構(gòu)簡單緊湊,具有極強(qiáng)的方向性和靈活性。其重要價值在于能提供可控角度的定向照明。通過調(diào)整條形光相對于被測物和相機(jī)的位置、角度和數(shù)量,工程師可以精確地“雕刻”光線,以突出特定的特征:低角度照明(<30°):光線近乎平行于表面,能戲劇性地凸顯微小的高度差、劃痕、凹陷、凸起、邊緣或雕刻/印刷的字符(產(chǎn)生陰影效果),非常適合表面缺陷檢測(劃痕、壓痕、異物)和字符識別;高角度照明(>45°):提供更均勻的表面照明;多條形光組合:如兩側(cè)對稱布置、交叉布置、四邊布置等,可以消除單側(cè)陰影、增強(qiáng)特定方向特征或?qū)崿F(xiàn)大量覆蓋。條形光源通常設(shè)計有不同長度、照射角度(如0°,30°,45°,60°,90°)、漫射選項(xiàng)(直射或帶漫射罩)和顏色。其模塊化特性允許根據(jù)檢測需求靈活拼接和排布,成本相對較低。應(yīng)用領(lǐng)域大量,包括檢測連續(xù)材料(紙張、薄膜、織物)的缺陷、產(chǎn)品邊緣輪廓、包裝密封性、大型物體(如車身面板)的表面質(zhì)量等。配置時需仔細(xì)調(diào)整角度和位置以達(dá)到比較好效果。碗狀光源適合深腔體內(nèi)部照明。

機(jī)器視覺光源的基礎(chǔ)作用與重要要求在機(jī)器視覺系統(tǒng)中,光源絕非簡單的照明工具,而是決定圖像質(zhì)量、進(jìn)而影響整個系統(tǒng)精度和可靠性的重要要素。其重要作用在于增強(qiáng)目標(biāo)特征與背景或非目標(biāo)區(qū)域的對比度,確保相機(jī)能夠清晰、穩(wěn)定地捕捉到所需的視覺信息。一個理想的光源方案需滿足多項(xiàng)嚴(yán)格要求:首先,亮度充足且穩(wěn)定,避免環(huán)境光干擾并確保圖像信噪比;其次,方向性、均勻性與光譜特性可控,能根據(jù)被測物特征(如形狀、紋理、顏色、反光特性)靈活調(diào)整照明策略,突出關(guān)鍵細(xì)節(jié);再者,壽命長、發(fā)熱低、響應(yīng)快,以適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場的連續(xù)強(qiáng)勁度作業(yè)需求。此外,光源的物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(如尺寸、安裝方式)也必須與檢測場景(空間限制、在線/離線)和被測物體(尺寸、移動速度)相匹配。因此,光源的選擇與配置是機(jī)器視覺應(yīng)用成功的第一步,也是工程師需要深入理解和精心設(shè)計的環(huán)節(jié),直接關(guān)系到后續(xù)圖像處理算法的復(fù)雜度和更終檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。LED光源壽命長且響應(yīng)快。遼寧光源點(diǎn)
線掃描光源用于連續(xù)運(yùn)動檢測。湖南高亮大功率環(huán)形光源轉(zhuǎn)角同軸
心使命在于塑造圖像——通過精細(xì)的光影控制,將被測目標(biāo)的細(xì)微特征轉(zhuǎn)化為相機(jī)可清晰捕捉、算法可精確分析的高對比度圖像。恰當(dāng)?shù)墓庠茨軓?qiáng)力增強(qiáng)目標(biāo)與背景的對比度,主動“凸顯”關(guān)鍵細(xì)節(jié)(如劃痕、字符或邊緣),同時巧妙抑制干擾(如反光、陰影或環(huán)境雜光)。若光源選擇失當(dāng),即使配置前列相機(jī)與復(fù)雜算法,系統(tǒng)性能也必受掣肘。波長匹配: 材料特性決定光波選擇。金屬表面檢測常依賴短波藍(lán)光以增強(qiáng)紋理反差,而透明薄膜或生物樣本則可能需紅外光穿透成像。湖南高亮大功率環(huán)形光源轉(zhuǎn)角同軸