اختيار مصادر الضوء في أنظمة الرؤية الآلية

يعد مصدر الضوء أحد المكونات المهمة في نظام رؤية الآلة. ويؤثر بشكل مباشر على جودة البيانات المدخلة بما لا يقل عن 30% من تأثير التطبيق. لذلك، يعد اختيار مصدر الضوء لأنظمة الرؤية الآلية أمرًا مهمًا للغاية. الغرض من استخدام مصدر الضوء هو تمييز الجسم المقاس عن الخلفية بأكبر قدر ممكن من الوضوح للحصول على صورة عالية الجودة وعالية التباين؛ "تجميد" الهدف المتحرك على الصورة؛ لتعزيز وضوح حافة الهدف المراد قياسه؛ للقضاء على الظلال. لتعويض الضوضاء وزيادة سطوع الهدف؛ للتغلب على تدخل الضوء المحيط. والتأكد من ثبات الصورة. تشتمل الرؤية الآلية على ثلاث تقنيات رئيسية: تقنية التصوير، وتكنولوجيا المعالجة، وتكنولوجيا التحكم في الحركة. تكنولوجيا التصوير لا يمكن فصلها عن مصادر الضوء. يؤثر اختيار وأداء مصادر الضوء بشكل مباشر على نجاح النظام أو فشله، مما يؤثر على دقة المعالجة وسرعتها. لذلك، يلعب مصدر الضوء دورًا حاسمًا في نظام رؤية الآلة.

من خلال تصميم إضاءة مصدر الضوء المناسب، يمكن فصل المعلومات المستهدفة والمعلومات الخلفية للصورة على النحو الأمثل، مما يمكن أن يقلل بشكل كبير من صعوبة التجزئة وتحديد خوارزميات معالجة الصور، مع تحسين دقة تحديد المواقع والقياس للنظام، وبالتالي تحسين الموثوقية والأداء الشامل للنظام. على العكس من ذلك، إذا تم تصميم مصدر الضوء بشكل غير صحيح، فسوف يؤدي ذلك إلى نصف الجهد المبذول في تصميم خوارزمية معالجة الصور وتصميم نظام التصوير. ولذلك فإن نجاح أو فشل تصميم مصدر الضوء هو العامل الأساسي الذي يحدد نجاح أو فشل النظام البصري.

هناك ثلاثة أنواع رئيسية من مصادر الضوء التي تستخدمها أنظمة الرؤية:

1. مصابيح الفلورسنت عالية التردد:مصابيح الفلورسنت المستخدمة في حياتنا اليومية لها عمر خدمة يصل إلى حوالي 1500-3000 ساعة؛

• المزايا: انتشار جيد، مناسب للإشعاع الموحد للمناطق الكبيرة؛
• العيوب: سرعة الاستجابة بطيئة، سطوع خافت.

2. مصباح الهالوجين الألياف الضوئية:إنه مزيج فعال من مصابيح الهالوجين وقناة الألياف الضوئية. تقوم قناة الألياف الضوئية بنقل الضوء القوي الناتج عن لمبة الهالوجين إلى الجسم الخاضع لاختبار الإضاءة. عمر الخدمة حوالي 1000 ساعة؛

• المزايا: سطوع عالي؛
• العيوب: سرعة الاستجابة بطيئة، ولا توجد تغييرات تقريبًا في السطوع ودرجة حرارة اللون.

3. مصدر الضوء LED (الصمام الثنائي الباعث للضوء):إنها طريقة لإضاءة الكائن الذي يتم اختباره من خلال الجمع بين مصابيح LED المتعددة في شكل معين. هذه طريقة إضاءة شائعة الاستخدام مع مجموعة واسعة من التطبيقات وعمر خدمة يتراوح بين 10,000 إلى 30,000 ساعة تقريبًا؛

• المزايا: يمكن استخدام مصابيح LED متعددة لتحقيق سطوع عالٍ، ويمكن دمج أشكال مختلفة في نفس الوقت؛ سرعة الاستجابة سريعة، ويمكن اختيار الطول الموجي حسب الغرض.
• العيوب: مقاومة درجات الحرارة لرقائق LED ضعيفة نسبيًا واستهلاك الطاقة كبير نسبيًا.

مخطط مقارنة مصدر الضوء

في المقارنة الشاملة، تم الاعتراف بمصادر إضاءة LED على نطاق واسع من قبل الصناعة لمزاياها التقنية الفريدة في أنظمة الرؤية الآلية. تتميز مصادر ضوء LED بمزايا عمر الخدمة الطويل، والسطوع القابل للتعديل، ودرجة الحرارة المنخفضة، والتوازن، والاستقرار، وعدم الوميض، وعدم الظلال، والسطوع المتسق ودرجة حرارة اللون، وما إلى ذلك، والتي تلبي المتطلبات الفنية لمستخدمي رؤية الآلة للحصول على جودة عالية ودقة عالية؛ بالإضافة إلى ذلك، يمكن إجراء تصميمات خاصة وفقًا لاحتياجات العملاء. ولهذا السبب جلبت مصادر الإضاءة LED مساحة تطوير ضخمة لهذه الصناعة.