機(jī)器視覺(jué)的照明系統(tǒng)可以將被測(cè)物特征最大化，并減少相應(yīng)的背景中對(duì)比物的影響，使高速相機(jī)可以清晰地“看見”被測(cè)物。高對(duì)比的圖像可以降低系統(tǒng)難度并提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性;反之，低對(duì)比的圖像會(huì)增加系統(tǒng)的處理時(shí)間并加大系統(tǒng)的復(fù)雜度。機(jī)器視覺(jué)應(yīng)用的成功很大一部分取決于照明設(shè)置，一個(gè)合適的照明系統(tǒng)可以使整個(gè)視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)更具有效率和準(zhǔn)確性。下面將詳細(xì)介紹機(jī)器視覺(jué)照明要點(diǎn)：
一：使用強(qiáng)光檢測(cè)缺失的材料
光場(chǎng)照明技術(shù)適用于檢測(cè)表面光滑的物體。當(dāng)物體表面紋理光滑，光照在被測(cè)物表面會(huì)產(chǎn)生鏡面反射，強(qiáng)烈的反射光直接被高速相機(jī)接收，視場(chǎng)中出現(xiàn)一個(gè)明亮區(qū)域;當(dāng)被測(cè)物表面缺失，存在粗糙的紋理時(shí)，散射光遠(yuǎn)離高速相機(jī)，視場(chǎng)中會(huì)出現(xiàn)黑暗區(qū)域。
圖1： 好的工件：高速相機(jī)拍攝出完整環(huán)形區(qū)域;缺失的工件：確實(shí)的部分呈現(xiàn)暗區(qū)域
二：使用合適的波長(zhǎng)進(jìn)行精確定位
適當(dāng)顏色的光源照射在電路板上，能使特定的電路板部件反射明亮的光，而錯(cuò)誤安裝的部件會(huì)吸收光而呈現(xiàn)出暗色。機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)能夠迅速識(shí)別這些錯(cuò)誤。在這種應(yīng)用中，采用同軸照明技術(shù)及藍(lán)色光源。藍(lán)色波長(zhǎng)(460納米)能明顯區(qū)分銀和銅表面：銅吸收藍(lán)光，出現(xiàn)暗色，銀反射藍(lán)光，出現(xiàn)亮色。
圖2：采用460納米的藍(lán)色光波能夠區(qū)分銅和銀表面
三：使用擴(kuò)散光檢查透明包裝
檢測(cè)藥片塑料包裝中的缺失、損壞或不正確是確保成品藥品質(zhì)量的重要檢查步驟。照亮包裹藥片的塑料包裝通常是一個(gè)艱難的挑戰(zhàn)。在該應(yīng)用中，采用白色LED燈進(jìn)行陰天照明(CDI: Cloudy Day Illumination)。這種陰天照明方式能夠使藥物的塑料包裝膜呈現(xiàn)透明的顏色，而其中的藥物則呈現(xiàn)出高對(duì)比度的中性色。
這種連續(xù)的漫反射照明技術(shù)，強(qiáng)調(diào)表面紋理和高度的變化。這種照明方式提供了一個(gè)超大立體角，使光線能夠從多個(gè)角度照射到被測(cè)物，從而消除了典型的單向或單平面光源的反射和陰影。
圖3：使用擴(kuò)散光源可檢查透明包裝
四：使用顏色來(lái)創(chuàng)建對(duì)比度
良好的光源顏色選擇可以使需要被觀察的特征與需要被忽略的圖像特征之間產(chǎn)生最大的對(duì)比度，即，特征與其周圍的區(qū)域之間有足夠的灰度量區(qū)別，從而易于特征的區(qū)分。為了最大程度區(qū)分被觀察物和背景，通常選擇互補(bǔ)色光源。以色輪為參考，采用色輪上相對(duì)的顏色能突出被照物。例如，當(dāng)被觀察物為綠色時(shí)，選擇紅色光源背景能提高對(duì)比度。
圖4：色輪及互補(bǔ)光源的應(yīng)用
五：用紅外線來(lái)消除反射
機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)檢測(cè)通常依賴圖像上灰度級(jí)數(shù)的差異進(jìn)行識(shí)別。在許多應(yīng)用中，環(huán)境光會(huì)造成很多不必要的反射而干擾視覺(jué)系統(tǒng)的檢測(cè)，而紅外光源能夠解決這個(gè)問(wèn)題。
圖5： 采用紅外光照明能消除不必要的環(huán)境光反射
應(yīng)用案例
手機(jī)外殼定位項(xiàng)目中，手機(jī)外殼產(chǎn)品通過(guò)料盤固定，做產(chǎn)品位置檢測(cè)時(shí)使用長(zhǎng)方形光源從產(chǎn)品上方打光，保證產(chǎn)品各個(gè)位置打光均勻。LED燈珠缺陷檢測(cè)項(xiàng)目中，為了消除透明導(dǎo)光柱位置檢測(cè)時(shí)的背景干擾，故使用圓形環(huán)光在產(chǎn)品底端打光，把產(chǎn)品整體照亮。
手機(jī)殼抓取定位
LED燈珠檢測(cè)
