视觉检测系统由相机、镜头、光源和软件四大核
作者:VSport  日期:2025-12-15  浏览:  来源:VSport体育

视觉检测系统由相机、镜头、光源和软件四大核心模块组成,成像与处理是整个系统的核心环节。获取高质量图像能显著提升识别与处理的稳定性,降低后续算法难度。理想图像应具备以下特征:对比度明显,目标与背景灰度差应较大且边缘清晰;亮度分布均匀,或虽有不均但不影响使用;色彩还原准确,曝光不过度。

光源在机器视觉中的作用极其关键,输入数据质量往往由光源的选型与搭配决定。实际应用中并不存在一款通用的光源,需结合检测需求进行针对性调整,主要步骤包括:

- 了解实际检测需求,明确待检测目标;

- 判断目标与背景在光照下的区别,找出成像差异最大的光学现象;

- 测试打光效果,确定光源类型与光谱特性;

- 以实际样件进行打光测试,最终确定光源配置。

常见光源类型及特点

- LED灯:寿命长,通常在数万小时以上;优点是亮度高、光谱可控、响应迅速、可组合成各种形状,适用于多场景定制。

- 卤素灯(钨丝卤素等)等高亮源:亮度高、显色性好、色温稳定,适合需要高亮度和准确色彩的场景;缺点是发热大、能耗高、寿命相对较短。VSport

- 荧光/气体放电灯等中等光源:光通量大、覆盖面广、均匀性好,适合大面积照明;但响应速度相对较慢、色温稳定性受温度影响需关注。

常用打光组合及应用要点

- 低角度照明组合(条形光、线形光、低角度环形光)

- 优点:安装简便、照明稳定,适合大多数表面缺陷检测

- 局限:对透明物质和表面边缘的检测效果有限

- 技巧:采用低角度照射,抑制平整部位反射进入镜头,凸显不平整处的反光,背景通常偏暗,可显现边缘轮廓及45–60°坡度信息,便于识别划伤、碰伤等特征

- 应用场景:表面异物、划伤检测,定位、尺寸测量等

- 高角度照明组合(高角度环形光、条形光、面光、同轴光、点光)

- 优点:细节清晰,能突出微小瑕疵

- 局限:均匀性调控相对复杂,成本较高

- 技巧:高角度照射下平整部位反光易进入镜头,亮度较高;不平整区域反光分布散乱,部分光线可能未进入镜头,图像背景多为白色,可显现边缘、划痕、阶梯等特征

- 应用场景:细微划伤检测、异物检测、边缘尺寸测量、打标字符识别等

- 漫射背光(背光透射)

- 打光方式:背光源置于待测物体正下方,摄像机与物体及光源垂直

- 优点:结构简单、成本较低、整体检测稳定

- 局限:对厚度、倒角、圆角物体的边缘可能出现发虚

- 技巧:背光区域覆盖适度,使用远心镜头提升稳定性,所捕捉的最亮区域灰度通常控制在上限附近

- 应用场景:计数、薄片边缘检测、透明物体表面与内部异物或污物检测

- 平行背光(贯穿透射)

- 打光方式:背光源与工件同轴放置于工件下方,摄像系统与工件、光源保持共线

- 优点:光线平行,边缘与轮廓检测及尺寸测量精度高

- 局限:光源与系统结构较复杂,成本高,安装与调试要求高

- 技巧:光源与镜头需同轴

- 应用场景:对边缘形状要求高的精确边缘检测、定位和尺寸测量

- 折射光与散射光(透射光、折射光与散射光)

- 透射光:直射光进入工件并从另一侧射出,适用于透明物体表面细微划伤、形状与图案识别、表面平整度与厚度均匀性检测等。常用光源包括面光源、点阵光源、带透明图层的面光源等。

- 散射光:多用于需要扩散照明的场景,常用光源包括线形光、条形光、点光等,通常需要定制光源。应用于玻璃、塑料等透明物体表面细微划伤检测、表面激光雕刻字符识别与检测、透明薄膜边缘定位测量等。

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