機器視覺照明控制的類型

機器視覺照明控制的類型

大多數機器視覺系統的光源常使用以下三種驅動：恒壓驅動、帶脈寬調制（PWM）的電壓驅動或恒流驅動。最早的光源照明控制器是電壓驅動，這種技術在普通的應用中是足夠的。然而，用電壓驅動光源會有顯著的缺點：光源的電源電壓是恒定的，需要通過電流來決定所獲得的亮度，而不是電壓。由于光源在使用過程中溫度會發生變化，相同的電壓也會產生不同的亮度。

圖展示了典型光源的照度和正向電流之間的線性關系。它表明正向電流和電壓之間的關系是非常非線性的，電源電壓的一個微小變化就會引起電流的大變化，從而造成亮度的大變化。這種效應意味著電壓驅動不能在照明強度上實現精確和準確的調節。電壓驅動器也容易受到系統供電電壓的小波動，這可能導致照明水平發生顯著變化。

盡管有電壓驅動的局限性，一些照明控制器利用這種類型的電源來節省成本。由于電壓驅動不能直接控制照明亮度，因此可以采用脈寬調制（PWM）代替。PWM在每次曝光時開關幾次，以獲得平均亮度。PWM脈沖由內部時鐘控制，為了獲得對亮度的精確控制，需要一個更快的內部時鐘。時鐘限制了PWM可以提供的照明級別的數量。一個典型的電壓驅動照明控制器提供100個強度級別，而一個典型的電流驅動照明控制器通常提供幾千個強度級別和更好的控制水平。

恒流照明控制器的設計通過恒流照明控制器的設計通過可控的電流直接控制照明強度。恒流驅動可能是LED照明控制中最精確和可靠的選擇，因為照明強度與電流成正比，而電流驅動不受電源變化的影響。恒流控制器在高速系統和需要脈沖光的地方也有顯著的好處。

機器視覺照明控制原理

機器視覺照明控制原理主要涉及對光源的亮度、顏色和方向等參數的精確調控，以滿足不同應用場景下對圖像質量和清晰度的需求。以下是一些關鍵的照明控制原理：

亮度控制：通過調節光源的功率或電流，可以控制光源的亮度。亮度控制的目標是確保圖像具有足夠的對比度，使得機器視覺系統能夠準確識別和測量目標物體。

顏色控制：機器視覺系統可能需要特定顏色的光源來突出目標物體的某些特征或減少背景干擾。因此，顏色控制可以通過選擇適當的光源類型和顏色濾鏡來實現。

方向控制：光源的照射方向對圖像質量有很大影響。通過調整光源的位置和角度，可以控制光線在目標物體上的反射和投射方式，從而優化圖像的視覺效果。

在實際應用中，機器視覺照明控制系統通常會根據預設的參數或實時反饋的圖像信息來自動調整光源的照明條件。例如，當目標物體的顏色或表面特性發生變化時，系統可以自動調整光源的顏色和亮度，以確保圖像質量的穩定性。

還有一些高級的照明控制技術，如基于機器學習的自適應照明控制。這種技術可以根據大量的圖像數據和機器學習算法來優化照明條件，進一步提高機器視覺系統的性能和精度。

機器視覺光源的照射方式有哪些

機器視覺光源的照射方式多種多樣，每一種方式都有其特定的應用場景和優勢。以下是一些常見的機器視覺光源照射方式：

環形或斑點狀照明：這種方式主要用于立即照明，即光源直接照射在物體上以獲得明確的圖像。當需要得到物體的負色圖像時，這種照明方式非常有效。然而，當光線照在光亮或反射的材料上時，可能會造成鏡面反射。

同軸照明：同軸光是以一面豎直的墻面中出的光產生變化和收斂而產生的，它打在一個使光往下的分束器上，相機根據分光鏡從上邊觀查物體。這種方式主要應用于半導體、PCB板以及金屬零件的表面成像檢測，微小元件的外形、尺寸測量等。

暗場照明：這種方式提供相對于物體表面的低角度照明，主要用于突出物體表面的部分特征或表面紋理變化。如果在視線中看不到光源，則認為是暗場照明，其光源位置決定了是明場還是暗場照明。

漫射照明：持續漫反射照明主要用于目標斜面的透射率或斜面具備復雜性的視角。這種照明方式對于全安裝線路板的照明非常有效，能在170立體角區域內完成均勻照明。

此外，還有一些其他的照射方式，如垂直照明、背光照明、多角度照明和碗狀光照明等。每種方式都有其特定的應用，例如垂直照明適用于較大面積的均勻照明，背光照明則能提供均勻的視場光，用于觀察物體的側面輪廓。

總的來說，機器視覺光源的照射方式多種多樣，選擇哪種方式主要取決于具體的應用需求、物體特性以及所需的圖像質量。

審核編輯：黃飛