Επιλογή πηγών φωτός σε συστήματα μηχανικής όρασης

Η πηγή φωτός είναι ένα από τα σημαντικά στοιχεία του συστήματος μηχανικής όρασης. Επηρεάζει άμεσα την ποιότητα των δεδομένων εισόδου κατά τουλάχιστον 30% του εφέ εφαρμογής. Ως εκ τούτου, η επιλογή της πηγής φωτός για συστήματα μηχανικής όρασης είναι πολύ σημαντική. Ο σκοπός της χρήσης μιας πηγής φωτός είναι να διακρίνει το αντικείμενο μέτρησης από το φόντο όσο το δυνατόν καθαρότερα για να ληφθεί μια εικόνα υψηλής ποιότητας, υψηλής αντίθεσης. να «παγώσει» τον κινούμενο στόχο στην εικόνα. για ενίσχυση της διαύγειας των άκρων του προς μέτρηση στόχου· για την εξάλειψη των σκιών? για την αντιστάθμιση του θορύβου και την αύξηση της φωτεινότητας του στόχου. για να ξεπεραστεί η παρεμβολή του φωτός του περιβάλλοντος. και να εξασφαλίσει τη σταθερότητα της εικόνας. Η μηχανική όραση έχει τρεις κύριες τεχνολογίες: τεχνολογία απεικόνισης, τεχνολογία επεξεργασίας και τεχνολογία ελέγχου κίνησης. Η τεχνολογία απεικόνισης είναι αδιαχώριστη από τις πηγές φωτός. Η επιλογή και η απόδοση των πηγών φωτός επηρεάζει άμεσα την επιτυχία ή την αποτυχία του συστήματος, επηρεάζοντας την ακρίβεια και την ταχύτητα επεξεργασίας. Επομένως, η πηγή φωτός παίζει καθοριστικό ρόλο στο σύστημα μηχανικής όρασης.

Μέσω του κατάλληλου σχεδιασμού φωτισμού πηγής φωτός, οι πληροφορίες στόχου και οι πληροφορίες φόντου της εικόνας μπορούν να διαχωριστούν βέλτιστα, γεγονός που μπορεί να μειώσει σημαντικά τη δυσκολία τμηματοποίησης και αναγνώρισης αλγορίθμων επεξεργασίας εικόνας, βελτιώνοντας παράλληλα την ακρίβεια τοποθέτησης και μέτρησης του συστήματος, βελτιώνοντας έτσι την αξιοπιστία και την ολοκληρωμένη απόδοση του συστήματος. Αντίθετα, εάν η πηγή φωτός δεν έχει σχεδιαστεί σωστά, θα οδηγήσει στη μισή προσπάθεια στο σχεδιασμό αλγορίθμων επεξεργασίας εικόνας και στο σχεδιασμό του συστήματος απεικόνισης. Επομένως, η επιτυχία ή η αποτυχία του σχεδιασμού της φωτεινής πηγής είναι ο πρωταρχικός παράγοντας που καθορίζει την επιτυχία ή την αποτυχία του οπτικού συστήματος.

Υπάρχουν τρεις κύριοι τύποι πηγών φωτός που χρησιμοποιούνται από τα συστήματα όρασης:

1. Λαμπτήρες φθορισμού υψηλής συχνότητας:Οι λαμπτήρες φθορισμού που χρησιμοποιούνται στην καθημερινή μας ζωή έχουν διάρκεια ζωής περίπου 1500-3000 ώρες.

• Πλεονεκτήματα: καλή διάχυση, κατάλληλη για ομοιόμορφη ακτινοβόληση μεγάλων περιοχών.
• Μειονεκτήματα: αργή ταχύτητα απόκρισης, αμυδρή φωτεινότητα.

2. Λαμπτήρας αλογόνου οπτικών ινών:Είναι ένας αποτελεσματικός συνδυασμός λαμπτήρα αλογόνου και αγωγού οπτικών ινών. Ο αγωγός οπτικών ινών μεταφέρει το ισχυρό φως που παράγεται από τη λάμπα αλογόνου στο υπό δοκιμή αντικείμενο για φωτισμό. Η διάρκεια ζωής είναι περίπου 1.000 ώρες.

• Πλεονεκτήματα: υψηλή φωτεινότητα.
• Μειονεκτήματα: Αργή ταχύτητα απόκρισης, σχεδόν καμία αλλαγή στη φωτεινότητα και τη θερμοκρασία χρώματος.

3. Πηγή φωτός LED (Light Emitting Diode):Είναι ένας τρόπος φωτισμού του αντικειμένου που δοκιμάζεται συνδυάζοντας πολλαπλά φώτα LED σε ένα συγκεκριμένο σχήμα. Αυτή είναι μια ευρέως χρησιμοποιούμενη μέθοδος φωτισμού με ευρύ φάσμα εφαρμογών και διάρκεια ζωής περίπου 10.000-30.000 ώρες.

• Πλεονεκτήματα: Μπορούν να χρησιμοποιηθούν πολλαπλά LED για την επίτευξη υψηλής φωτεινότητας και μπορούν να συνδυαστούν διαφορετικά σχήματα ταυτόχρονα. η ταχύτητα απόκρισης είναι γρήγορη και το μήκος κύματος μπορεί να επιλεγεί ανάλογα με το σκοπό.
• Μειονεκτήματα: Η αντίσταση στη θερμοκρασία των τσιπ LED είναι σχετικά ασθενής και η κατανάλωση ενέργειας είναι σχετικά μεγάλη.

Διάγραμμα σύγκρισης πηγών φωτός

Σε πλήρη σύγκριση, οι πηγές φωτός LED έχουν αναγνωριστεί ευρέως από τη βιομηχανία για τα μοναδικά τεχνικά τους πλεονεκτήματα στα συστήματα μηχανικής όρασης. Οι πηγές φωτός LED έχουν τα πλεονεκτήματα της μεγάλης διάρκειας ζωής, ρυθμιζόμενης φωτεινότητας, χαμηλής θερμοκρασίας, ισορροπίας, σταθερότητας, χωρίς τρεμόπαιγμα, χωρίς σκιές, σταθερή φωτεινότητα και θερμοκρασία χρώματος κ.λπ., τα οποία πληρούν τις τεχνικές απαιτήσεις των χρηστών μηχανικής όρασης για υψηλή ποιότητα και υψηλή ακρίβεια. Επιπλέον, μπορούν να γίνουν ειδικά σχέδια σύμφωνα με τις ανάγκες των πελατών. Αυτός είναι ο λόγος που οι πηγές φωτός LED έχουν φέρει τεράστιο χώρο ανάπτυξης στη βιομηχανία.