結(jié)構(gòu)光照明:主動三維輪廓重建結(jié)構(gòu)光(StructuredLight)是一種主動式光學(xué)三維測量技術(shù),通過將已知的、精密的二維光圖案(如條紋、網(wǎng)格、點(diǎn)陣、編碼圖案)投影到被測物體表面,然后由相機(jī)從另一角度觀察該圖案因物體表面高度變化而產(chǎn)生的形變,通過三角測量原理或相位分析算法計(jì)算出物體表面的三維輪廓(點(diǎn)云)。結(jié)構(gòu)光光源的重點(diǎn)是投影模組,常用技術(shù)有:數(shù)字光處理(DLP)投影儀:可高速、高精度地動態(tài)投射各種復(fù)雜編碼圖案(二進(jìn)制、灰度、正弦條紋、彩色編碼);激光線發(fā)生器:投射一條或多條銳利的激光線(常用紅色或藍(lán)色),通過激光線的扭曲變形計(jì)算高度(線激光三角測量);LED結(jié)合光柵(Grating):產(chǎn)生平行條紋。結(jié)構(gòu)光的優(yōu)勢在于非接觸、高精度、高速度(尤其DLP)、能獲取密集點(diǎn)云數(shù)據(jù)。其應(yīng)用非常大:三維尺寸測量(復(fù)雜曲面、間隙面差);缺陷檢測(凹坑、凸起、變形);機(jī)器人引導(dǎo)(抓取、定位);逆向工程;體積測量;生物識別等。選擇結(jié)構(gòu)光方案需權(quán)衡測量范圍、精度、速度、環(huán)境光魯棒性(常需濾光片)、成本以及抗物體表面光學(xué)特性(如高反光、吸光、透明)影響的能力。它是獲取物體三維空間信息主流的技術(shù)之一。機(jī)械視覺光源是機(jī)器視覺系統(tǒng)的重要組成部分,直接影響圖像質(zhì)量和檢測精度。蘇州環(huán)形低角度光源大型條型
汽車制造涉及海量零部件和復(fù)雜裝配,機(jī)器視覺光源支撐著眾多關(guān)鍵檢測環(huán)節(jié):零部件尺寸與幾何量測量:高精度背光(結(jié)合遠(yuǎn)心光路)用于測量墊片、活塞環(huán)、精密齒輪等輪廓尺寸;結(jié)構(gòu)光用于車身面板間隙面差測量。表面缺陷檢測:金屬件(缸體、曲軸、齒輪):低角度條形光或環(huán)形光突顯機(jī)加工紋路、劃痕、毛刺、凹坑;漆面/外飾件(車門、保險(xiǎn)杠):穹頂光(抑制眩光)檢查橘皮、顆粒、流掛、污染、光澤不均;塑料內(nèi)飾件:環(huán)形光或同軸光檢查注塑缺陷、縮痕、熔接線、皮革紋理。裝配驗(yàn)證:螺釘擰緊:檢查螺釘頭類型、有無、是否浮起(常用環(huán)形光);線束插接:檢查插頭是否到位、鎖扣是否扣緊(環(huán)形光或局部照明);密封膠涂敷:檢查膠條連續(xù)性、位置、寬度(常需特定波長或背光)。字符與條碼識別:零件上的DPM碼(直接部件標(biāo)記,如激光雕刻、點(diǎn)刻)常用低角度照明(產(chǎn)生陰影)或同軸光讀取。輪胎檢測:檢查胎紋、側(cè)壁文字、缺陷(結(jié)構(gòu)光、多角度照明)。玻璃檢測:檢查車窗、擋風(fēng)玻璃的劃痕、結(jié)石、氣泡(透射光、暗場照明)。光源需適應(yīng)汽車廠嚴(yán)苛環(huán)境(油污、震動、溫度變化)并滿足高節(jié)拍生產(chǎn)要求(頻閃照明)。可靠的光源是保障汽車質(zhì)量和自動化生產(chǎn)的關(guān)鍵要素。蘇州環(huán)形低角度光源大型條型光源的重要價(jià)值在于通過光學(xué)設(shè)計(jì)優(yōu)化,解決傳統(tǒng)照明中的陰影、反光問題,適用于對成像質(zhì)量要求嚴(yán)苛的領(lǐng)域。
偏振光在機(jī)器視覺中的應(yīng)用:消除反光與增強(qiáng)對比度偏振光技術(shù)是解決物體表面鏡面反射(眩光)和增強(qiáng)特定特征對比度的有效光學(xué)手段。其基本原理是利用偏振片(Polarizer)控制光波的振動方向。在機(jī)器視覺照明中,典型的應(yīng)用模式有兩種:1.光源+偏振片,相機(jī)鏡頭前加偏振片:光源發(fā)出的非偏振光經(jīng)過起偏器(Polarizer)變?yōu)榫€偏振光照射物體。物體表面反射光包含鏡面反射(通常保持原偏振方向)和漫反射(偏振方向隨機(jī))。相機(jī)鏡頭前的檢偏器(Analyzer)若旋轉(zhuǎn)至與起偏器方向垂直(正交),則可有效阻擋鏡面反射光(變暗或消失),同時(shí)允許部分漫反射光通過。這能抑制眩光,使被眩光覆蓋的表面紋理、劃痕、印刷圖案等得以顯現(xiàn)。2.只相機(jī)鏡頭前加偏振片:當(dāng)環(huán)境光或光源(如穹頂光)包含偏振成分時(shí)(如來自金屬表面反射),旋轉(zhuǎn)檢偏器也能幫助過濾掉特定方向的偏振干擾光,增強(qiáng)圖像對比度。偏振照明特別適用于檢測光滑表面(金屬、玻璃、塑料、漆面)的劃痕、凹陷、異物、油污、薄膜厚度(利用雙折射效應(yīng))等。配置時(shí)需仔細(xì)調(diào)整光源偏振片與相機(jī)偏振片的相對角度(通常正交效果比較好),并考慮光線入射角的影響。雖然增加成本并損失部分光強(qiáng),但在解決棘手反光問題時(shí)效果突出。
背光照明:輪廓與尺寸測量的黃金標(biāo)準(zhǔn)背光照明(Backlighting)是機(jī)器視覺中用于獲取物體清晰、高對比度輪廓圖像的經(jīng)典方法。其原理是將高亮度、高均勻性的光源(通常是面光源或大面積漫射板)置于被測物體后方,相機(jī)從物體前方拍攝。此時(shí),不透明的物體會在明亮的背景上呈現(xiàn)為剪影(Silhouette)。這種照明方式的重要價(jià)值在于它能比較大化物體邊緣與其背景的對比度,幾乎完全消除了物體表面紋理、顏色或反光特性的干擾。因此,背光成為高精度尺寸測量(如孔位、直徑、間距)、輪廓檢測、形狀驗(yàn)證以及透明物體(如玻璃瓶、薄膜)內(nèi)部雜質(zhì)或氣泡檢測的理想選擇。背光光源通常要求極高的均勻性(>90%),以避免輪廓邊緣亮度梯度影響測量精度。常見的背光類型包括LED面板背光(集成漫射層,均勻性好)和遠(yuǎn)心背光(結(jié)合遠(yuǎn)心鏡頭,消除通透誤差,實(shí)現(xiàn)真正平行的輪廓投影)。應(yīng)用時(shí)需精確控制光源尺寸(需大于被測物并覆蓋視場)、亮度以及物體與光源的距離,確保輪廓清晰銳利且無光暈效應(yīng)。對于非平面物體或需要內(nèi)部特征信息的場景,背光則不適用。復(fù)合光源檢測深孔內(nèi)壁,缺陷檢出率達(dá)97%以上。
機(jī)器視覺系統(tǒng)可以精確地定位目標(biāo)物體的位置和運(yùn)動軌跡,實(shí)現(xiàn)自動化生產(chǎn)中的精確控制。安全監(jiān)控:在安防領(lǐng)域,機(jī)器視覺光源能夠增強(qiáng)監(jiān)控畫面的清晰度,提高人臉識別、行為分析等功能的準(zhǔn)確性。四、未來展望隨著智能制造技術(shù)的不斷發(fā)展,機(jī)器視覺光源將面臨更多的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。未來,我們期待機(jī)器視覺光源能夠在以下方面取得突破:更高性能:研發(fā)更高效、更穩(wěn)定的光源技術(shù),以適應(yīng)更高速、更精密的生產(chǎn)需求。更智能化:結(jié)合人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù),實(shí)現(xiàn)光源的自動調(diào)整和優(yōu)化,以適應(yīng)不同環(huán)境和物體的照明需求。更大量應(yīng)用:拓展機(jī)器視覺光源在醫(yī)療、航空航天、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用,推動相關(guān)產(chǎn)業(yè)的智能化升級。總之,機(jī)器視覺光源作為智能制造領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)之一,正助力各行業(yè)實(shí)現(xiàn)高效、精細(xì)的生產(chǎn)和管理。未來,隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用場景的拓展,機(jī)器視覺光源將迎來更加廣闊的發(fā)展空間。多模態(tài)光源快速切換,支持8種工業(yè)檢測方案。河南環(huán)形光源燈箱
雙色溫光源自動調(diào)節(jié)色溫,保障戶外AGV全天候?qū)Ш健LK州環(huán)形低角度光源大型條型
機(jī)器視覺光源:精細(xì)成像的幕后導(dǎo)演在機(jī)器視覺系統(tǒng)中,光源絕非簡單的“點(diǎn)亮”環(huán)節(jié),而是決定成像質(zhì)量的重要變量。它如同一位精密的燈光導(dǎo)演,通過科學(xué)的光影調(diào)度,將目標(biāo)對象的物理特征轉(zhuǎn)化為高對比度、低噪聲的數(shù)字圖像,為后續(xù)的算法識別奠定無可替代的基礎(chǔ)。光源的重要使命在于主動塑造視覺信息——通過精確控制光的波長、角度、強(qiáng)度與均勻性,使待檢特征(如微米級劃痕、亞像素邊緣或透明材質(zhì)內(nèi)部結(jié)構(gòu))在復(fù)雜背景中清晰“躍出”,同時(shí)有效抑制環(huán)境光干擾、反射眩光等成像干擾源。從電路板上微米級焊點(diǎn)的自動復(fù)檢,到藥瓶標(biāo)簽印刷質(zhì)量的飛速甄別,再到汽車零件裝配完整性的在線判斷,光源默默奠定著每一次可靠“看見”的基礎(chǔ)。在高速三維掃描中,結(jié)構(gòu)光光源甚至能主動投射編碼圖案,為深度感知提供關(guān)鍵信息。可以說,在機(jī)器視覺的慧眼背后,正是光源這束“智慧之光”在精細(xì)描繪世界的細(xì)節(jié),無聲驅(qū)動著自動化與智能化的車輪滾滾向前。蘇州環(huán)形低角度光源大型條型