انتخاب منابع نور در سیستم های بینایی ماشین

منبع نور یکی از اجزای مهم در سیستم بینایی ماشین است. این به طور مستقیم حداقل 30٪ از اثر برنامه بر کیفیت داده های ورودی تأثیر می گذارد. بنابراین انتخاب منبع نور برای سیستم های بینایی ماشین بسیار مهم است. هدف از استفاده از منبع نور این است که جسم اندازه گیری شده را از پس زمینه تا حد امکان به وضوح تشخیص دهیم تا تصویری با کیفیت و کنتراست بالا به دست آوریم. برای "یخ زدن" هدف متحرک روی تصویر؛ برای افزایش وضوح لبه هدف مورد اندازه گیری؛ برای از بین بردن سایه ها؛ برای جبران نویز و افزایش روشنایی هدف؛ برای غلبه بر تداخل نور محیط؛ و برای اطمینان از ثبات تصویر. بینایی ماشین دارای سه فناوری اصلی است: فناوری تصویربرداری، فناوری پردازش و فناوری کنترل حرکت. فناوری تصویربرداری از منابع نور جدایی ناپذیر است. انتخاب و عملکرد منابع نور مستقیماً بر موفقیت یا شکست سیستم تأثیر می گذارد و بر دقت و سرعت پردازش تأثیر می گذارد. بنابراین منبع نور نقش تعیین کننده ای در سیستم بینایی ماشین دارد.

از طریق طراحی نورپردازی مناسب منبع نور، اطلاعات هدف و اطلاعات پس‌زمینه تصویر را می‌توان به طور بهینه از هم تفکیک کرد که می‌تواند دشواری تقسیم‌بندی و شناسایی الگوریتم‌های پردازش تصویر را تا حد زیادی کاهش دهد، در حالی که موقعیت‌یابی و دقت اندازه‌گیری سیستم را بهبود می‌بخشد و در نتیجه قابلیت اطمینان و عملکرد جامع سیستم را بهبود می‌بخشد. برعکس، اگر منبع نور به درستی طراحی نشده باشد، نیمی از تلاش در طراحی الگوریتم پردازش تصویر و طراحی سیستم تصویربرداری را به دنبال خواهد داشت. بنابراین، موفقیت یا شکست طراحی منبع نور، عامل اولیه ای است که موفقیت یا شکست سیستم بینایی را تعیین می کند.

سه نوع اصلی از منابع نور مورد استفاده سیستم های بینایی وجود دارد:

1. لامپ های فلورسنت فرکانس بالا:لامپ های فلورسنت مورد استفاده در زندگی روزمره ما حدود 1500-3000 ساعت عمر مفید دارند.

• مزایا: انتشار خوب، مناسب برای تابش یکنواخت مناطق بزرگ.
• معایب: سرعت پاسخ پایین، روشنایی کم.

2. لامپ هالوژن فیبر نوری:این ترکیبی موثر از لامپ هالوژن و مجرای فیبر نوری است. مجرای فیبر نوری نور قوی تولید شده توسط لامپ هالوژن را به جسم تحت آزمایش برای روشنایی منتقل می کند. عمر سرویس حدود 1000 ساعت است.

• مزایا: روشنایی بالا.
• معایب: سرعت پاسخ پایین، تقریباً بدون تغییر در روشنایی و دمای رنگ.

3. منبع نور LED (دیود ساطع کننده نور):این روشی برای روشن کردن جسم مورد آزمایش با ترکیب چندین چراغ LED در یک شکل خاص است. این یک روش نورپردازی متداول با طیف گسترده ای از کاربردها و عمر مفید حدود 10000-30000 ساعت است.

• مزایا: برای دستیابی به روشنایی بالا می توان از چندین LED استفاده کرد و اشکال مختلف را می توان همزمان با هم ترکیب کرد. سرعت پاسخ سریع است و طول موج را می توان با توجه به هدف انتخاب کرد.
• معایب: مقاومت حرارتی تراشه های LED نسبتا ضعیف و مصرف برق نسبتاً زیاد است.

نمودار مقایسه منبع نور

در مقایسه جامع، منابع نور LED به طور گسترده ای توسط صنعت به دلیل مزایای فنی منحصر به فردشان در سیستم های بینایی ماشین شناخته شده اند. منابع نور LED دارای مزایای عمر طولانی، روشنایی قابل تنظیم، دمای پایین، تعادل، پایداری، بدون سوسو، بدون سایه، روشنایی ثابت و دمای رنگ و غیره هستند که نیازهای فنی کاربران بینایی ماشین را برای کیفیت بالا و دقت بالا برآورده می کند. علاوه بر این می توان طرح های خاصی را با توجه به نیاز مشتری انجام داد. به همین دلیل است که منابع نور LED فضای توسعه عظیمی را برای صنعت به ارمغان آورده است.