机器视觉概述 什么是机器视觉机器视觉系统的组成光源光源种类光源的特点常见光源LED光源光源的作用光源类型环形光源环形光源Demo灯条形灯同轴灯 相机镜头照明方式直接照射背光照射散射照射暗场照射低角度暗场照射碗状光照射同轴光照明常见光学辅助器件
什么是机器视觉
机器视觉使机器具有像人一样的视觉功能，从而实现各种检测、判断、识别、测量等功能。
机器视觉系统的组成一个典型的机器视觉系统组成包括：图像采集单元（光源、镜头、相机、采集卡、机械平台），图像处理分析单元（工业控制机、图像处理分析软件、图形交互界面），执行单元（电传单元、机械单元）
光源 光源种类 LED：寿命长/可以有各种颜色/便于做成各种复杂形状/光均匀稳定/可以闪光荧光灯：光场均匀/价格便宜/亮度较LED高 卤素灯：亮度特别高氙灯：使用寿命约1000小时？亮度高，色温与日光接近 光源的特点尽可能的突出物体的特征
增强目标区域与背景区域的对比度，可以有效的分割图像光谱要求：光源光谱功率分布的峰值波长应与光电成像器件的灵波长一致强度要求：光强会影响摄像机的曝光，光线不足对比度降低，有可能使镜头光圈加大，景深减小，反之，过强会浪费能量，并带来散热问题均匀性：光源随着距离的增加和照射角的偏离，其照射强度减少，所以在对大面积的物体照明时，会带来较大的问题，有时只能做到视场中心位置保持均匀照明效果不随物体位置变化而影响成像质量。 常见光源 热辐射光源1）白炽灯
2）卤钨灯气体放电光源LED发光二极管激光光源光纤激光器自由电子激光器 LED光源
LED光源最常用。主要有如下几个特点：
1、使用寿命长，10000‐30000小时。
2、由于LED光源是采用多颗LED排列而成，可以设计成
复杂的结构，实现不同的光源照射角度。
3、可根据需要制成各种颜色，并可以随时调节亮度；
4、通过散热装置，散热效果更好，光亮度更稳定；
5、反应快捷，可在10微秒或更短时间内达到最大亮度；
6、电源带有外触发，可以通过计算机控制，起动速度快，
可以用作频闪灯；运行成本低、寿命长的LED，会在 综
合 成本和性能方面体现出更大的优势；
7、可根据客户的需要，进行特殊设计。
LED可以直接发出红、黄、蓝、绿、青、橙、紫、白色的光。
光源在机器视觉中直接影响到图像的质量，进而影响到系统的性能。
光源的作用就是获得对比鲜明的图像。图像质量的好坏，也就是看图像特征是否明显，具体：
1、将感兴趣部分和其他部分的灰度值差异加大
2、尽量消隐不感兴趣部分
3、提高信噪比，利于图像处理
4、减少因材质、照射角度对成像的影响
按照射角度分，有直射环形(垂直照射),带角度环形,低角度环形和水平照射环形等。即LED的光轴和环形灯外壳之间（就是与水平面）的夹角依次为0°，20°，60°, 90°(具体型号可能会稍有变化)。不同的角度适合不同的检测要求。
环形光源前面两种为明视野照明，被测物体表面大部分反光都能进摄像头，故背景呈白色。用于物体表面突出特征的检测。后面两种为暗视野照明，被测物体表面大部分反光都不进摄像头，故背景呈黑色，只有物体高低不平之处的反光进入摄像头，比如金属表面划痕的检测，背景呈黑色，划痕呈白色。直射环形的照射距离较远，带角度环形较近。
Demo灯Dome灯是漫反射的一种，但它是通过半球型的内壁多次反射，可以完全消除阴影。主要用于检测球型或曲面物体。
条形灯条形灯两个应用：宽幅检测和线扫描的照明。2个或4个条形组合使用，条形灯每个方向光源角度可调，灵活性比较大，但调试时也相对费事一些。线扫描照明。线阵相机每次采集一条线，且曝光时间短，对光源亮度要求很高。光源需要集中照到一条线上，才能准确控制图象稳定。常用的有几种办法：超高亮LED+聚光镜、光纤+聚光镜、高频荧光灯+聚光镜。超高亮LED+聚光镜寿命长但成本较高，照射距离可能会受一些限制。
同轴灯同轴灯主要用于检测反光程度很厉害的平面物体，比如玻璃。特点：有一块45度安装的半透半反玻璃。LED发出的光线，先通过全反射垂直照到被测物体，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，又避免了图象中产生摄像头的倒影。
提醒一下，同轴灯可以消除反光，但只适合检测平面的物体，而不适合检测有弧度的物体。因为同轴灯让CCD只能接受到和物体垂直，也就是和镜头同轴的光线，所以就叫同轴灯啊。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。
相机 种类：线阵/面阵、隔行/逐行、黑色/彩色、数码/模拟、CCD/CMOS指标：像元尺寸、分辨率、靶面大小、感应曲线、动态范围、灵敏度、速度、噪声、体积、质量、工作环境等工作模式：Free run、Trigger、 传输方式：GIGE Cameralinker、模拟 镜头 工业相机的镜头一般都是多组镜头组合在一起，计算时忽略厚度对透镜的影响，将其等效为没有厚度的透镜模型参数：焦距/视场/物距/像距/光圈/景深/分辨率/放大倍数/畸变/接口 照明方式 直接照射
照射面积大、光照均匀性好、适用于较大面积照明。可用于基底和线路板定位、晶片部件检查等（0角度环光、面光源*）。
发光面是一个漫射面，均匀性好。可用于镜面反射材料，如晶片或玻璃基底上的伤痕检测；LCD检测；微小电子元件尺寸、形状，靶标测试。（背光源、平行背光源）
RGB三种不同颜色不同角度光照，可以实现焊点的三维信息的提取。适用于组装机板的焊锡部份、球形或半圆形物体、其它奇怪形状物体、接脚头（AOI光源）
在一定工作距离下，光束集中、亮度高、均匀性好、照射面积相对较小。常用于液晶校正、塑胶容器检查、工件螺孔定位、标签检查、管脚检查、集成电路印字检查等(30、45、60、75等角度环光*)。
对表面凹凸表现力强。适用于晶片或玻璃基片上的伤痕检查（90度环光*）
360度底部发光，通过碗状内壁发射，形成球形均匀光照。用于检测曲面的金属表面文字和缺陷。（球积分光源，通常也叫碗状光照明 圆顶光）
类似于平行光的应用，光源前面带漫反射板，形成二次光源，光线主要趋于平行。用于半导体、PCB板、以及金属零件的表面成像检测，微小元件的外形、尺寸测量。（同轴光源，平行同轴光源）