機器視覺技術及應用PPT完整全套教學課件

機器視覺技術及應用

（Machinevision）0緒論0緒論2硬件部分——2維碼第1章機器視覺系統(tǒng)的認知第2章光源系統(tǒng)認知與選擇第3章工業(yè)鏡頭的認知與選擇第4章工業(yè)相機的認知與選擇第5章VisionPro軟件安裝及基本操作第6章VisionPro工具的運用第7章快速生成向導第8章機器視覺技術典型應用全套PPT課件機器視覺技術及應用

緒論

第1章機器視覺系統(tǒng)認知

第2章光源系統(tǒng)認知與選擇第4章工業(yè)相機認知與選擇第5章VisionPro軟件安裝及基本操作第6章VisionPro工具的運用第7章快速生成向導第8章機器視覺技術典型應用第3章工業(yè)鏡頭認知與選擇目錄2機器視覺技術及應用PPT教學課件緒論

學習內容：（1）機器視覺的定義、特點（2）機器視覺系統(tǒng)的發(fā)展歷程（3）機器視覺的應用領域（4）機器視覺的發(fā)展趨勢3機器視覺技術及應用PPT教學課件0.1機器視覺的定義0緒論

美國制造工程師協(xié)會(ASME)機器視覺分會和美國機器人工業(yè)協(xié)會(RIA)自動化視覺分會，對機器視覺的定義為：機器視覺（MachineVision)是通過光學裝置和非接觸式的傳感器自動地接收和處理一個真實物體的圖像，以獲得所需信息或用于控制機器人運動的裝置。本質上，機器視覺是圖像分析技術在工廠自動化中的應用，通過使用光學系統(tǒng)、工業(yè)數(shù)字相機和圖像處理工具，來模擬人的視覺能力，并做出相應的決策，最終通過指揮某種特定的裝置執(zhí)行這些決策。4機器視覺技術及應用PPT教學課件機器視覺的優(yōu)點：（1）精度高（2）連續(xù)性（3）成本效率高（4）靈活性（5）對象選擇范圍廣

0緒論0.1機器視覺的定義5機器視覺技術及應用PPT教學課件0.2機器視覺發(fā)展歷程1.國外發(fā)展歷程（1)起步階段：20世紀50-60年代主要用這個光學字符識別，即傳統(tǒng)使用的二維碼——條形碼。（2）發(fā)展階段：20世紀70-80年代出現(xiàn)了一些視覺運動系統(tǒng)（Guzmanl969，Mackworthl973）。（3）蓬勃發(fā)展階段：20世紀80年代，有很多的新概念、新方法、新理論開始不斷涌現(xiàn)。0緒論6機器視覺技術及應用PPT教學課件0.2機器視覺發(fā)展歷程2.國內發(fā)展歷程（1）啟蒙階段：在1999年到2003年的中國機器視覺的啟蒙階段。（2）發(fā)展階段：從2004年到2007年是機器視覺的發(fā)展階段。（3）高速發(fā)展階段：從2008到2018年，中國機器視覺進入了高速發(fā)展階段0緒論7機器視覺技術及應用PPT教學課件0.3機器視覺發(fā)展趨勢據(jù)前瞻研究院，2011年至2017年，國內機器視覺市場規(guī)模已由10.8億元增長至80億元，年復合增速近40%，如圖0-1。圖0-1中國機器視覺近幾年年產值（億元）0緒論8機器視覺技術及應用PPT教學課件0.3機器視覺發(fā)展趨勢據(jù)前瞻研究院預計到2020年，國內機器視覺市場規(guī)模有望達到152億元，2018年至2020年年復合增速約為24%，如圖0-2。圖0-2中國機器視覺未來幾年預估產值（億元）0緒論9機器視覺技術及應用PPT教學課件0.3機器視覺發(fā)展趨勢工業(yè)機器視覺系統(tǒng)的10大未來發(fā)展趨勢：（1）技術方面①工業(yè)相機中的視覺傳感器在結構設計上不斷優(yōu)化。②嵌入式視覺系統(tǒng)的應用增加工業(yè)現(xiàn)場編程效率。③設備端深度學習模型不斷獲得壓縮與加速。④設備端上計算能力的提升。⑤計算機視覺與機器人技術結合增加機器人視覺自適應能力。0緒論10機器視覺技術及應用PPT教學課件0.3機器視覺發(fā)展趨勢工業(yè)機器視覺系統(tǒng)的10大未來發(fā)展趨勢：（2）應用方面①可對3D打印產品瑕疵問題進行微米水平無損檢測。②視覺信息提升智能機床加工過程中的自主感知能力。③智能視覺設備的應用提升工廠員工操作效率及安全。④讓工業(yè)機器人從實際中學習基于視覺的運動技能及操作策略。⑤在細胞學研究中進行細胞顯微鏡圖像質量的自動評估。0緒論11機器視覺技術及應用PPT教學課件0.4機器視覺的應用領域表0-1機器視覺與人視覺性能對比性能人類視覺機器視覺適應性適應性強，可在復雜及變化的環(huán)境中識別目標適應性差，容易受復雜背景及環(huán)境變化的影響智能具有高級智能，可運用邏輯分析及推理能力識別變化的目標，并能總結規(guī)律雖然可利用人工智能及神精網絡技術，但智能很差，不能很好地識別變化的目標彩色識別能力對色彩的分辨能力強，但容易受人的心理影響，不能強強化受硬件條件的約束，目前一般的圖像采集系統(tǒng)對色彩的分辨能力較差，但具有可量化的優(yōu)點灰度識別能力差，一般分辨64個灰度級強，目前一般使用256個灰度級，采集系統(tǒng)可具有10bit\12bit\16bit等灰度級空間識別能力分辨率較差，不能觀看細小的目標目前有4Kx4K的面陣像機和8K的線陣攝像機，通過各種光學鏡頭，可以觀測小到微米大到天體目標速度0.1秒的視覺暫留使人眼無法看清較快速運動的目標快門時間可達到10微秒左右，高速像機幀率可達到1000以上，處理器的速度越來越快感光范圍400nm-750nm范圍的可見光從紫外到紅外的較寬光譜范圍，另外有X光等特殊攝像環(huán)境要求對環(huán)境溫度、濕度的適應性差，另外有許多場合對人有損害對環(huán)境適應性強、另外可加防護罩觀測精度精度低、無法量化精度高、可到微米級、易量化其它主觀性，受心理影響，易疲勞客觀性、可連續(xù)工作0緒論12機器視覺技術及應用PPT教學課件0.4機器視覺的應用領域1.工業(yè)領域表0-2機器視覺在工業(yè)各行業(yè)中的應用案例行業(yè)行業(yè)場景代表公司半導體及電子制造1.晶圓制造2.IC芯片封裝3.印刷電路板組裝4.電路板缺陷檢測5.SMT表面封裝康耐視、凌云、維視智造、日本電氣（NEC）日本基恩士、華星光電3C電子1.零部件缺陷檢測2.整機缺陷檢測?？低?、凌云光科技、騰訊云、精銳視覺汽車制造1.汽車零部件、車身尺寸測量2.零部件缺陷檢測3.車漆缺陷檢測上海通用、上海大眾汽車、基恩士CreaformHandy、中科院沈陽自動化研究所、ISRAVISION、ABBAbility和IBMWaston、鄭州金惠包裝印刷1.產品包裝2.產品分揀3.包裝標識碼讀取京東、ABB、、藍胖子醫(yī)藥制造1.醫(yī)藥標簽檢測2.藥物雜質檢測康耐視、維視圖像紡織制造1.紡織品表面質量檢測2.布匹瑕疵檢測無錫創(chuàng)視、無錫信捷電氣食品加工1.食品缺陷檢測2.食品包裝檢測3.過敏源檢測維視圖像、西門子煙草制造1.煙葉質量分級2.煙草異物剔除3.煙制品包裝檢測康耐視、安徽捷迅光電光伏新能源制造1.硅片缺陷檢測及分選2.太陽能缺陷檢測及分選無錫創(chuàng)視、MondragonAssembly0緒論13機器視覺技術及應用PPT教學課件0.4機器視覺的應用領域2.民用領域

機器視覺技術可用在智能交通、安全防范、文字識別、身份驗證、醫(yī)療成像等方面。在醫(yī)學領域，機器視覺可輔助醫(yī)生進行醫(yī)學影像分析，主要利用數(shù)字圖像處理技術、信息融合技術對x射線透視圖、核磁共振圖像、CT圖像進行適當疊加，然后進行綜合分析，以及對其他醫(yī)學影像數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計和分析。0緒論14機器視覺技術及應用PPT教學課件THEEND0緒論15機器視覺技術及應用PPT教學課件

機器視覺技術及應用

（Machinevision）硬件部分0緒論機器視覺發(fā)展歷程17機器視覺技術及應用PPT教學課件0緒論中國機器視覺發(fā)展的三個階段銷售額微乎其微僅在大學和研究所中有一些研究圖像處理和識別的實驗室實驗室中出來的一些工程師自主成立了視覺公司，但是由于硬件和軟件本身的問題限制在工業(yè)中的發(fā)展市場需求不大、工廠對產品質量意識不強，限制了視覺在工業(yè)領域的發(fā)展主流國際視覺品牌還沒進入中國市場啟蒙階段為1999～2003年18機器視覺技術及應用PPT教學課件0緒論中國機器視覺發(fā)展的三個階段這個階段定義為機器視覺概念的引入期越來越多的香港和臺灣的半導體廠落戶珠三角，帶有機器視覺的生產線和設備被引入大陸國外品牌代理，系統(tǒng)集成稱為中國視覺發(fā)展的起步特色，引進成熟品牌提供培訓和技術支持3C、汽車、食品、醫(yī)療行業(yè)開始引進視覺控制質量主流國際視覺品牌如：Cognex,Basler,

DataTranslation,TEO,SONY開始接觸中國市場尋求本地合作伙伴，但符合要求的本地合作伙伴寥若晨星發(fā)展階段為2004～2007年19機器視覺技術及應用PPT教學課件0緒論中國機器視覺發(fā)展的三個階段這個階段定義為機器視覺發(fā)展期對產品質量的關注提升，很多公司開始成立自己單獨的視覺部門本地的視覺系統(tǒng)集成上大力開展新業(yè)務，自身視覺工程師短缺是其目前主要困擾點國外知名視覺公司在中國大量開始設立辦事處，尋找代理商本地品牌產生：海康威視、大華、凌云、OPT等高速發(fā)展階段從2008

～2018年20機器視覺技術及應用PPT教學課件機器視覺應用市場需求2010-2018年我國城鎮(zhèn)制造業(yè)就業(yè)人數(shù)及制造業(yè)平均工資（單位：萬人，元/人）機器代替人眼勢在必行1機器視覺概述21機器視覺技術及應用PPT教學課件1機器視覺概述工業(yè)視覺系統(tǒng)圖22機器視覺技術及應用PPT教學課件圖片質量的判斷對比度差導致目標難與背景分離均勻性差導致很難找到全局灰度判別標準一致性差會導致目標提取不完整2光源系統(tǒng)知識與應用23機器視覺技術及應用PPT教學課件光源選擇需要考慮的因素表面是鏡反射（光滑并有光澤）還是漫反射（粗糙并暗淡）？表面是否有定向反射比（以特定的方向反射光）？元件的外表在不同顏色光下會發(fā)生變化嗎（變深或者變淡）？元件的表面是扁平、三維、彎曲、不規(guī)則、蝕刻、浮雕、凸起等？元件的表面是穩(wěn)定的還是會隨著時間而發(fā)生變化（生銹、氧化、褪色）？2光源系統(tǒng)知識與應用24機器視覺技術及應用PPT教學課件2光源系統(tǒng)知識與應用光源選擇需要考慮的因素光源可以做成各種形狀，光源的安裝角度和方向直接決定圖像的效果。相同的光源不同的安裝方式會呈現(xiàn)不同的圖片效果。25機器視覺技術及應用PPT教學課件光源控制器的作用光源控制器最主要目的是給光源供電，控制光源的亮度及照明狀態(tài)(亮、滅)，還可以通過給控制器觸發(fā)信號來實現(xiàn)光源的頻閃，進而大大延長光源的壽命。光源控制器的特點是高集成度短路保護，可接入外部觸發(fā)信號，通過PC控制數(shù)字控制器,可手動進行亮度調節(jié),有斷電保護功能。2光源系統(tǒng)知識與應用26機器視覺技術及應用PPT教學課件1.你知道什么是“鏡頭”嗎？

鏡頭是一種用于聚集光線在攝像機內部成像的光學設備。2.鏡頭在機器視覺系統(tǒng)中的地位和作用？

在對于機器視覺設備企業(yè)來說，鏡頭相關企業(yè)處于零部件供應商的位置，在機器視覺產業(yè)鏈中，屬于上游。在光源設備輔助照射下，鏡頭采集目標反射光線，并且將反射光線在另一端匯聚為實像，并投影到傳遞到相機設備上。3.3機器視覺人工智能的“眼睛”——鏡頭3工業(yè)鏡頭的認知與選擇

27機器視覺技術及應用PPT教學課件3.鏡頭的工作原理？鏡頭是基于光的折射原理構成的，照相機并不能看見物體，而是看見從物體表面反射過來的光。在光源的輔助照射下，被檢測物體會反射光源照射的光線，此時鏡頭將接收到來自被檢測物體的反射光，通過鏡頭內部結構把檢測物體的實像折射到鏡頭的另一端，被攝像機接收。3工業(yè)鏡頭的認知與選擇

28機器視覺技術及應用PPT教學課件4.1工業(yè)相機基本結構和功能4工業(yè)相機

29機器視覺技術及應用PPT教學課件劃分類型相機輸出信號模擬相機數(shù)字相機芯片類型CCD相機CMOS相機按像素排列方式面陣相機線陣相機拍照顏色黑白相機彩色相機4.1工業(yè)相機分類4工業(yè)相機

30機器視覺技術及應用PPT教學課件CCDCMOS材料半導體單晶材料金屬氧化物半導體材料結構ADC在芯片邊緣ADC集成在芯片每個像素中噪點少多感光度高低分辨率高低耗電高低成本高低4.2CCD與CMOS的區(qū)別CCD：電耦合器件光電傳感器，是芯片的一種，為中高端芯片，感光效果和顏色還原性比較好，在視覺中適合拍攝運動物體。CMOS:互補性金屬氧化物半導體，是芯片的一種，為中低端或者超高端芯片，便于大規(guī)模集成。4工業(yè)相機

31機器視覺技術及應用PPT教學課件THEEND32機器視覺技術及應用PPT教學課件

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（Machinevision）機器視覺技術及應用緒論

第1章機器視覺系統(tǒng)認知

第2章光源系統(tǒng)認知與選擇第4章工業(yè)相機認知與選擇第5章VisionPro軟件安裝及基本操作第6章VisionPro工具的運用第7章快速生成向導第8章機器視覺技術典型應用第3章工業(yè)鏡頭認知與選擇目錄34機器視覺技術及應用PPT教學課件第1章機器視覺系統(tǒng)的認知學習內容：（1）機器視覺系統(tǒng)的構成（2）機器視覺系統(tǒng)工作過程（3）機器視覺常用開發(fā)軟件（4）機器視覺技術工業(yè)應用35機器視覺技術及應用PPT教學課件1.1機器視覺系統(tǒng)的構成第1章機器視覺系統(tǒng)的認知圖1-1機器視覺系統(tǒng)組成部分①光源

②工業(yè)像機

③傳感器

④圖像采集卡

⑤PC機⑥視覺處理軟件

⑦控制單元36機器視覺技術及應用PPT教學課件1.1機器視覺系統(tǒng)的構成第1章機器視覺系統(tǒng)的認知

①光源——作為輔助成像器件，對成像質量好壞起到至關重要的作用，各種形狀的LED燈、高頻熒光燈、光纖鹵素燈等都是常用光源。

②工業(yè)相機與工業(yè)鏡頭——屬于成像器件，通常視覺系統(tǒng)都是由一套或者多套成像系統(tǒng)組成，如果有多路相機，可能由圖像卡切換來獲取圖像數(shù)據(jù)，也可能由同步控制同時獲取多相機通道的數(shù)據(jù)。根據(jù)應用的需要相機可能是輸出標準的單色視頻（RS-170/CCIR）、復合信號（Y/C）、RGB信號，也可能是非標準的逐行掃描信號、線掃描信號、高分辨率信號等。37機器視覺技術及應用PPT教學課件1.1機器視覺系統(tǒng)的構成第1章機器視覺系統(tǒng)的認知

③傳感器——通常以光纖開關、接近開關等的形式出現(xiàn)，用以判斷被測對象的位置和狀態(tài)，告知圖像傳感器進行正確的采集。④圖像采集卡——通常以插入卡的形式安裝在PC中，圖像采集卡的主要工作是把相機輸出的圖像輸送給電腦主機。將來自相機的模擬或數(shù)字信號轉換成一定格式的圖像數(shù)據(jù)流，同時它可以控制相機的一些參數(shù)，比如觸發(fā)信號、曝光、積分時間、快門速度等。圖像采集卡通常不同類型的相機有不同的硬件結構，同時也有不同的總線形式，比如PCI、PCI64、CompactPCI、PC104、ISA等。38機器視覺技術及應用PPT教學課件1.1機器視覺系統(tǒng)的構成第1章機器視覺系統(tǒng)的認知

⑤PC平臺——電腦是一個PC式視覺系統(tǒng)的核心，完成圖像數(shù)據(jù)的處理和絕大部分的控制邏輯，對于檢測類型的應用，通常都需要較高頻率的CPU，這樣可以減少處理的時間。同時，為了減少工業(yè)現(xiàn)場電磁、振動、灰塵、溫度等的干擾，必須選擇工業(yè)級的電腦。

⑥視覺處理軟件——機器視覺軟件用來完成輸入的圖像數(shù)據(jù)的處理，然后通過一定的運算得出結果，這個輸出的結果可能是PASS/FAIL信號、坐標位置、字符串等。39機器視覺技術及應用PPT教學課件1.1機器視覺系統(tǒng)的構成第1章機器視覺系統(tǒng)的認知

⑦控制單元（包含I/O、運動控制、電平轉化單元等）——視覺軟件完成圖像分析（除非僅用于監(jiān)控），緊接著需要和外部單元進行通信以完成對生產過程的控制。簡單的控制可以直接利用部分圖像采集卡自帶的I/O，相對復雜的邏輯、運動控制則必須依靠附加可編程邏輯控制單元、運動控制卡來實現(xiàn)必要的動作。40機器視覺技術及應用PPT教學課件1.2機器視覺的一般工作過程第1章機器視覺系統(tǒng)的認知（1）圖像采集傳感器來的作用首先要采集外部的信息，即捕獲圖像。（2）圖像傳輸傳輸圖像數(shù)據(jù)，會涉及到很多的通信，包括跟采集卡、網絡通訊等。（3）圖像處理圖像處理可分為預處理和測量處理。（4）信息輸出信息輸出給執(zhí)行者，因為機器視覺本身就是一個采集者，他并沒有進行執(zhí)行的能力，但是他是執(zhí)行者的眼睛和判斷的依據(jù)，所以它會把它采集的信息傳給第三者。41機器視覺技術及應用PPT教學課件1.2機器視覺的一般工作過程第1章機器視覺系統(tǒng)的認知案列分析1圖1-2藥用玻璃瓶視覺系統(tǒng)的檢測過程42機器視覺技術及應用PPT教學課件1.3常用機器視覺開發(fā)軟件介紹第1章機器視覺系統(tǒng)的認知1.ⅤisionPro康耐視公司（Cognex）推出的VisionPro系統(tǒng)組合了世界一流的機器視覺技術，具有快速而強大的應用系統(tǒng)開發(fā)能力。VisionProQuickStart利用拖放工具，以加速應用原型的開發(fā)。這一成果在應用開發(fā)的整個周期內都可應用。通過使用基于COM/ActiveX的VisionPro機器視覺工具個VisualBasicVisualC++等圖形化編程環(huán)境，開發(fā)應用系統(tǒng)。與MVS-8100系列圖像采集卡相配合，VisionPro是的制造商、系統(tǒng)集成商、工程師可以快速開發(fā)和配置出強大的機器視覺應用系統(tǒng)。43機器視覺技術及應用PPT教學課件1.3常用機器視覺開發(fā)軟件介紹第1章機器視覺系統(tǒng)的認知2.NIVisionAssistantNI公司的視覺開發(fā)模塊是專為從事開發(fā)機器視覺和科學成像應用的科學家、工程師和技術人員設計的。該模塊包括NIVisionBuilder和IMAQVison兩部分。VisionBuilder是一個交互式的開發(fā)環(huán)境，開發(fā)人員無需編程，即能快速完成視覺應用系統(tǒng)模型的建立；IMAQVision是一個包含各種圖像處理函數(shù)的功能庫，它將400多種函數(shù)集成到LabVIEW和MeasurementStudio、LabWindows/CVI、VisualC++及VisualBasic開發(fā)環(huán)境中，為圖像處理提供了完整的開發(fā)功能。44機器視覺技術及應用PPT教學課件1.3常用機器視覺開發(fā)軟件介紹第1章機器視覺系統(tǒng)的認知3.HALCON來自德國MVTec公司的圖像處理軟件HALCON源自學術界，它有別于市面上一般的商用軟件包。事實上，HALCON是一個圖像處理庫，它由1000多個各自獨立的函數(shù)以及底層的數(shù)據(jù)管理核心構成。其中包含了各類濾波、色彩以及數(shù)學轉換、形態(tài)學計算分析、校正、分類辨識、形狀搜尋等基本的幾何和影像計算功能，由于這些功能大多并非針對特定工作而設計，因此只要涉及圖像處理，就可以利用HALCON強大的計算分析能力來完成工作，其應用范圍幾乎沒有限制，涵蓋從醫(yī)學、遙感探測、監(jiān)控，到工業(yè)上的各類自動化檢測等眾多領域。45機器視覺技術及應用PPT教學課件1.4機器視覺的四大功能第1章機器視覺系統(tǒng)的認知機器視覺就是采用成像技術，獲取被測目標的圖像，再經過快速圖像處理與圖像識別算法，從攝取圖像中獲取目標的尺寸、方位、光譜結構、缺陷等信息，從而可以執(zhí)行產品的檢驗、分類與分組、裝配線上的機械手運動引導、零部件的識別與定位、生產過程中質量監(jiān)控與過程反饋等任務。圖1-5機器視覺的成像過程46機器視覺技術及應用PPT教學課件1.4機器視覺的四大功能第1章機器視覺系統(tǒng)的認知①引導(Guide):實現(xiàn)生產自動化，提供靈活性，提供質量和產量的一個需求。通過提取到的信息來指導執(zhí)行結構進行下一步的邏輯運動。②檢驗(Inspect):其實就是更側重于對設定的目標跟實際的目標進行一個判斷，OK或者NG判斷功能。③測量(Gauge):在精度要求高或者速度要求快，并且需要非接觸式測量的時候，會運用到機器視覺，并且這個占的比重也相對比較大。④識別(Identify):用于對產品信息的追溯，比如說讀取代碼字符、通過顏色形狀或者裝配識別。然后，主要是對用二維碼、條形碼的讀取，再結合數(shù)據(jù)庫的功能實現(xiàn)可控物料流程，實現(xiàn)可追溯性，收集重要數(shù)據(jù)，也是目前很重要的應用之一。47機器視覺技術及應用PPT教學課件第1章機器視覺系統(tǒng)的認知1.4機器視覺的四大功能

引導系統(tǒng)的構成可分成標定工具、視覺軟件、視覺硬件、運動機構四大部分。機器視覺首先進行信息采集，視覺硬件采集到信息之后，用視覺軟件進行分析，通過軟件對視覺硬件采集的圖像進行分析處理數(shù)據(jù)，再將信息傳遞給運動機構，引導運動機構完成執(zhí)行的邏輯任務。48機器視覺技術及應用PPT教學課件第1章機器視覺系統(tǒng)的認知1.4機器視覺的四大功能案例分析249機器視覺技術及應用PPT教學課件第1章機器視覺系統(tǒng)的認知1.4機器視覺的四大功能①COGNEX②BASLER③KEYENCE④國內的品牌

50機器視覺技術及應用PPT教學課件THEEND第1章機器視覺系統(tǒng)的認知51機器視覺技術及應用PPT教學課件

機器視覺技術及應用

（Machinevision）機器視覺技術及應用緒論

第1章機器視覺系統(tǒng)認知

第2章光源系統(tǒng)認知與選擇第4章工業(yè)相機認知與選擇第5章VisionPro軟件安裝及基本操作第6章VisionPro工具的運用第7章快速生成向導第8章機器視覺技術典型應用第3章工業(yè)鏡頭認知與選擇目錄53機器視覺技術及應用PPT教學課件第2章光源系統(tǒng)認知與選擇學習內容：

（1）光源基礎知識

（2）LED光源的特點及分類

（3）光源的配光方式

（4）常見光源的應用54機器視覺技術及應用PPT教學課件2.1

光源概述第2章光源系統(tǒng)認知與選擇2.1.1光源的目的

機器視覺系統(tǒng)的核心是圖像采集和圖像處理，而光源則是影響圖像水平的重要因素，通過適當?shù)墓庠凑彰鳎箞D像中的目標信息與背景信息得到更好的分離，可大大降低圖像識別難度，提高系統(tǒng)的精度和可靠性。

對于機器視覺檢測系統(tǒng)，穩(wěn)定均勻的光源極其重要。光源的目的是將被測物與背景盡量明顯區(qū)分開來，獲得高品質、高對比度的圖像。55機器視覺技術及應用PPT教學課件2.1

光源概述第2章光源系統(tǒng)認知與選擇2.1.2光源的重要作用在機器視覺系統(tǒng)中，光源的作用主要體現(xiàn)在：（1）照亮目標，提高目標亮度，如圖（a）所示；（2）形成最有利于圖像處理的成像效果，如圖（b）所示；（3）克服環(huán)境光干擾，保證圖像的穩(wěn)定性，如圖（c）所示；

（a）

（b）

（c）光源的作用56機器視覺技術及應用PPT教學課件2.1

光源概述第2章光源系統(tǒng)認知與選擇2.1.3影響光源的因素1.對比度（a）對比度差

（b）對比度好圖片的對比度57機器視覺技術及應用PPT教學課件2.1

光源概述第2章光源系統(tǒng)認知與選擇2.1.3影響光源的因素2.均勻性

（a）打光不均勻

（b）理想效果光源的均勻性58機器視覺技術及應用PPT教學課件2.1

光源概述第2章光源系統(tǒng)認知與選擇2.1.3影響光源的因素3.色彩還原性（a）顏色失真

（b）顏色接近于真實顏色

圖片的色彩還原性59機器視覺技術及應用PPT教學課件2.1

光源概述第2章光源系統(tǒng)認知與選擇2.1.3影響光源的因素4.亮度：光源亮度是光源選擇時的重要參考，盡量選擇亮度高的光源。5.魯棒性：魯棒性是指光源是否對部件的位置敏感度最小。6.光源可預測性：當光源入射到物體表面的時候，光源的放映是可以預測的，光源可能被吸收或被反射。7.物體表面特性：使機器視覺照明復雜化的是由于物體表面的變化造成的。8.光源的位置：預測光源如何在物體表面反射就可以決定出光源的位置。60機器視覺技術及應用PPT教學課件2.2光源的種類及參數(shù)第2章光源系統(tǒng)認知與選擇2.2.1光源的種類光源顏色壽命/h發(fā)光亮度特點鹵素燈白色、偏黃約2000亮度高響應速度慢，沒有光亮度和室溫的變化熒光燈白色、偏綠1500～3000亮度較暗擴散性好，適合大面積均勻照射LED燈紅、黃、綠、白、藍30000～10萬較亮固體、能做成很多形狀表2-1視覺光源種類參數(shù)比較61機器視覺技術及應用PPT教學課件2.2光源的種類及參數(shù)第2章光源系統(tǒng)認知與選擇2.2.1光源的種類三種光源種類綜合對比圖62機器視覺技術及應用PPT教學課件2.2光源的種類及參數(shù)第2章光源系統(tǒng)認知與選擇2.2.2光源的主要參數(shù)1.光的度量

（1）輻射能和光能:以輻射形式發(fā)射、傳播或接受的能量稱為輻射能，單位為J（焦耳）；光能是光通量在可見光范圍內對時間的積分，光能單位為Lm.s（流明秒）。

（2）輻射通量和光通量:輻射通量或輻射功率是以輻射形式發(fā)射、傳播或接收的功率，或是在單位時間內，以輻射形式發(fā)射、傳播或接收的輻射能稱為輻射通量，其單位為W（瓦）。

（3）輻射出射度和光出射度:對有限大小面積的面光源，表面某點處的面元向半球面空間內發(fā)射的輻通量與該面圓面積之比，定義為輻射出射度。計量單位是瓦特每平方米[W/m2]，對于可見光面光源表面某一點處的面元向半球面空間發(fā)射的光通量與面元面積之比稱為光出射度，其計量單位為勒克斯[lx]。（4）輻射強度和發(fā)光強度:對點光源在給定方向的立體角元內發(fā)射的輻通量與該方向立體角元之比定義為點光源在方向的輻射強度，輻射強度的計量單位為瓦特每球面[W/sr]。一般點光源是各向異性的，其發(fā)光強度分布隨方向而異，發(fā)光強度的單位是坎德拉[cd]。63機器視覺技術及應用PPT教學課件2.2光源的種類及參數(shù)第2章光源系統(tǒng)認知與選擇2.2.2光源的主要參數(shù)1.光的度量

（5）輻射亮度和亮度:光源表面某一點處的面元，在給定方向上的輻強度，除以該面元在垂直于給定方向平面上的正投影面積，稱為輻射亮度，計量單位為瓦特每球面度平方米[W/(sr.m2）]。（6）輻射效率與發(fā)光效率:光源所發(fā)射的總輻射通量與外界提供給光源的功能之比，稱為光源的輻射效率。（7）輻照度與照度:輻照度是照射到物體表面某一點處面元的輻通量除以該面元的面積的商，計量單位是瓦特每平方米[W/m2]；64機器視覺技術及應用PPT教學課件2.2光源的種類及參數(shù)第2章光源系統(tǒng)認知與選擇2.2.2光源的主要參數(shù)2.光的顏色光是一種電磁輻射、在整個電磁輻射波普中，真空波長在380nm—780nm之間的光波是人眼能看見的，成為可見光。波長越短，穿透性越強

。

65機器視覺技術及應用PPT教學課件2.2光源的種類及參數(shù)第2章光源系統(tǒng)認知與選擇2.2.2光源的主要參數(shù)3.光的溫度

當某一光源所發(fā)出光的光譜分布與不反光、不透光完全吸收光的黑體，在某一溫度時輻射出的光譜分布相同時，我們就把絕對黑體的溫度稱之為這一光源的色溫。通常情況下色溫高的光源顏色偏藍，色溫低的光源顏色偏紅。高色溫光源照射下，如亮度低則給人們有一種陰冷的氣氛；低色溫光源照射下，亮度過高會給人們有一種悶熱感覺。因此光色偏藍的稱之為冷色（大于5000K），光色偏紅的稱之為暖色（小于3300K），介于冷色和暖色之間的稱之為中間色（3300K-5000K）。66機器視覺技術及應用PPT教學課件2.2光源的種類及參數(shù)第2章光源系統(tǒng)認知與選擇2.2.2光源的主要參數(shù)4.光的顯色性

顯色性表現(xiàn)為光源對物體本身顏色呈現(xiàn)的程度，由顯色指數(shù)來表示。顯色性高的光源對顏色表現(xiàn)好，即所見顏色更接近真實顏色。顯色性低的光源對顏色的表現(xiàn)差，即所見顏色偏差大。光的顯色對比67機器視覺技術及應用PPT教學課件2.2光源的種類及參數(shù)第2章光源系統(tǒng)認知與選擇2.2.2光源的主要參數(shù)5.三基色的概念

三基色是指通過其他顏色的混合無法得到的“基本色”。由于人的肉眼有感知紅、綠、藍三種不同顏色的錐體細胞，因此色彩空間通?？梢杂扇N基本色來表達，這三種顏色被稱為“三原色”或“三基色”。三基色68機器視覺技術及應用PPT教學課件2.2光源的種類及參數(shù)第2章光源系統(tǒng)認知與選擇2.2.2光源的主要參數(shù)5.三基色的概念（1）紅外光

紅外光又叫紅外線，是波長介于微波與可見光之間的電磁波(光)，波長為770納米到1毫米之間，比紅光長的非可見光。紅外光69機器視覺技術及應用PPT教學課件2.2光源的種類及參數(shù)第2章光源系統(tǒng)認知與選擇2.2.2光源的主要參數(shù)5.三基色的概念（2）紫外光紫外光波長比可見光短，但比X射線長的一種電磁輻射。紫外光被劃分為A射線、B射線和C射線(簡稱UVA、UVB和UVC)，波長范圍分別為:400～315nm，315～280nm，280～190nm。紫外光70機器視覺技術及應用PPT教學課件2.2光源的種類及參數(shù)第2章光源系統(tǒng)認知與選擇2.2.2光源的主要參數(shù)6.光的相近色和互補色（1）光的相近色和互補色的定義在圖2-11的色環(huán)中顏色比較近的，我們稱為相近色或者相鄰色。相對于中心對稱的顏色稱為互補色，離得比較遠的稱為對比色。（2）光的相近色和互補色的應用色環(huán)光的相近色和互補色71機器視覺技術及應用PPT教學課件2.2光源的種類及參數(shù)第2章光源系統(tǒng)認知與選擇2.2.2光源的主要參數(shù)7.顏色過濾與加強的應用（1）可以根據(jù)字符本身的顏色來決定打光的顏色。采用紅色光源過濾文字72機器視覺技術及應用PPT教學課件2.2光源的種類及參數(shù)第2章光源系統(tǒng)認知與選擇2.2.2光源的主要參數(shù)7.顏色過濾與加強的應用（2）利用不同顏色的光源實現(xiàn)特征的對比度。不同顏色的光源實現(xiàn)特征的對比度色73機器視覺技術及應用PPT教學課件2.2光源的種類及參數(shù)第2章光源系統(tǒng)認知與選擇2.2.2光源的主要參數(shù)7.顏色過濾與加強的應用（3）通過相近色或對比色消除背景色對特征的影響背景色過濾74機器視覺技術及應用PPT教學課件2.3

LED光源的分類第2章光源系統(tǒng)認知與選擇2.3.1LED主流光源2.環(huán)形光源（1）產品特點：環(huán)形光源提供不同角度照射，能突出物體的三維信息有效的解決對角照射陰

影問題；周圍表面采用滾花設計，擴大散熱面積保障光源的使用壽命；根據(jù)客戶不同需求可

選配不同漫射板；（2）應用領域：PCB基板檢測、塑膠容器檢測；電子元件檢測、集成電路字符檢查；顯微鏡照明、通用外觀檢測；液晶校正。75機器視覺技術及應用PPT教學課件2.3

LED光源的分類第2章光源系統(tǒng)認知與選擇2.3.1LED主流光源1.環(huán)形光源典型案例：

(3）典型案例：金屬表面檢測(如圖2-17)。環(huán)形光源的打光方式為垂直打光，金屬物體的表面輪廓會充分反光至成像系統(tǒng)中，對于立體輪廓的檢測應用會比較廣。（ａ）實物圖

（ｂ）打光方式

（ｃ）效果圖金屬表面檢測76機器視覺技術及應用PPT教學課件2.3

LED光源的分類第2章光源系統(tǒng)認知與選擇2.3.1LED主流光源2.條形光源（1）產品特點：條形光源是大面積打光的首選光源，性價比高；顏色可根據(jù)需求搭配，自由組合；光源照射角度與安裝靈活可調。（2）應用領域：金屬、玻璃等表面檢查；表面裂縫檢測；LCD面板檢測；線陣相機照明；圖像掃描。77機器視覺技術及應用PPT教學課件2.3

LED光源的分類第2章光源系統(tǒng)認知與選擇2.3.1LED主流光源2.條形光源典型案例：（ａ）實物圖

（ｂ）打光方式

（ｃ）效果圖FPC線路檢測78機器視覺技術及應用PPT教學課件2.3

LED光源的分類第2章光源系統(tǒng)認知與選擇2.3.1LED主流光源3.高均勻條形光源（1）產品特點：高均勻條形照明光源，可制作長度最長為2000mm的光源；可用M3螺紋孔安裝，也可以在三個擠型槽內插入M3螺母安裝。（2）應用領域：電子元件識別與檢測；服裝紡織、食品包裝檢測；印刷品質量檢測、燈箱照明；家用電器外殼檢測替代熒光燈。79機器視覺技術及應用PPT教學課件2.3

LED光源的分類第2章光源系統(tǒng)認知與選擇2.3.1LED主流光源3.高均勻條形光源典型案例：（ａ）實物圖

（ｂ）打光方式

（ｃ）效果圖包裝盒字符檢測80機器視覺技術及應用PPT教學課件2.3

LED光源的分類第2章光源系統(tǒng)認知與選擇2.3.1LED主流光源4.高亮度條形光源（1）產品特點：高亮度達到條形光源3倍以上，可制作60-2000mm的光源，可實現(xiàn)遠工作距離照明；高密度貼片LED高亮度，高散射漫射板；良好的散熱設計確保產品穩(wěn)定性和壽命；安裝簡單、角度隨意可調；尺寸設計靈活；顏色多樣可選，可定制多色混合、多類型排布非標產品。（2）應用領域：電子元件識別與檢測；服裝紡織，印刷品質量檢測；家用電器外殼檢測，圓柱體表面缺陷檢測，食品包裝檢測，燈箱照明，替代熒光燈。81機器視覺技術及應用PPT教學課件2.3

LED光源的分類第2章光源系統(tǒng)認知與選擇2.3.1LED主流光源4.高亮度條形光源典型案例：（ａ）實物圖

（ｂ）打光方式

（ｃ）效果圖汽車燈外殼字符檢測82機器視覺技術及應用PPT教學課件2.3

LED光源的分類第2章光源系統(tǒng)認知與選擇2.3.1LED主流光源5.條形組合光源（1）產品特點：四邊配置條形光，光源角度可自由調節(jié),每條邊照明獨立可控；可根據(jù)被測物要求調整所需照明角度，適用性廣。（2）應用領域：PCB基板檢測；電子元件檢測；焊錫檢測；Mark點定位；顯微鏡照明；包裝條碼照明。83機器視覺技術及應用PPT教學課件2.3

LED光源的分類第2章光源系統(tǒng)認知與選擇2.3.1LED主流光源5.條形組合光源典型案例（ａ）實物圖

（ｂ）打光方式

（ｃ）效果圖PCB焊錫檢測84機器視覺技術及應用PPT教學課件2.3

LED光源的分類第2章光源系統(tǒng)認知與選擇2.3.1LED主流光源6.底部背光源（1）產品特點：用高密度LED陣列面提供高強度背光照明，能突出物體的外形輪廓特征，尤其適合作為顯微鏡的載物臺；紅白兩用背光源、紅藍多用背光源，能調配出不同的顏色，滿足不同被測物多色要求。大面積均勻發(fā)光，主要用于透視輪廓成像和大幅面均勻照明。（2）應用領域：機械零件尺寸的測量；電子元件、IC的引腳、端子連接器檢測；膠片污點檢測；物體劃痕檢測。85機器視覺技術及應用PPT教學課件2.3

LED光源的分類第2章光源系統(tǒng)認知與選擇2.3.1LED主流光源6.底部背光源典型案例：（ａ）實物圖

（ｂ）打光方式

（ｃ）效果圖金屬件輪廓檢測86機器視覺技術及應用PPT教學課件2.3

LED光源的分類第2章光源系統(tǒng)認知與選擇2.3.1LED主流光源7.同軸光源（1）產品特點：成像清晰，高密度排列LED，亮度大幅提高；獨特的散熱結構，延長壽命，提高穩(wěn)定性；高級鍍膜分光鏡，減少光損失。能夠凸顯物體表面不平整，克服表面反光造成的干擾；主要檢測物體平整光滑表面的碰傷、劃傷、裂紋和異物等。（2）應用領域：高反光面的劃傷檢測，此系列光源最適宜用于反射度極高的物體，如金屬、玻璃、膠片、晶片等表面的劃傷檢測；芯片和硅晶片的破損檢測，Mark點定位；包裝條碼識別；激光打標字符、二維碼識別。87機器視覺技術及應用PPT教學課件2.3

LED光源的分類第2章光源系統(tǒng)認知與選擇2.3.1LED主流光源7.同軸光源典型案例：（ａ）實物圖

（ｂ）打光方式

（ｃ）效果圖金屬片輪廓檢測88機器視覺技術及應用PPT教學課件2.3

LED光源的分類第2章光源系統(tǒng)認知與選擇2.3.1LED主流光源8.球積分光源（1）產品特點：采用特別漫射板，使光源發(fā)出的光線均勻分布在整個圖像上，有效消除表面不平整形成的干擾；具有球積分效果的半球面內壁，均勻反射從底部360度發(fā)射出的光線，使整個圖象的照度十分均勻；紅、白、藍、綠、黃等多種顏色可選；（2）應用領域：適合于曲面，表面凹凸不平的工件檢測；適合于金屬、玻璃表面反光較強的物體表面檢測；包裝檢測；適用于外形相同顏色不同的工件。89機器視覺技術及應用PPT教學課件2.3

LED光源的分類第2章光源系統(tǒng)認知與選擇2.3.1LED主流光源8.球積分光源典型案例：（ａ）實物圖

（ｂ）打光方式

（ｃ）效果圖

計算器字符檢測90機器視覺技術及應用PPT教學課件2.3

LED光源的分類第2章光源系統(tǒng)認知與選擇2.3.1LED主流光源9.高亮線形光源(1)產品特點：遠工作距離線陣首選，根據(jù)不同工作距離定制；采用大功率貼片LED和獨特的聚光結構，專用于高速線陣項目；高亮線型光源亮度最高可達75萬Lux，非標定制最高可達100萬Lux。(2)應用領域：手機玻璃瓶表面缺陷檢測；鋁箔表面劃傷檢測；鋼板表面缺陷檢測。91機器視覺技術及應用PPT教學課件2.3

LED光源的分類第2章光源系統(tǒng)認知與選擇2.3.1LED主流光源9.高亮線形光源典型案例：（ａ）實物圖

（ｂ）打光方式

（ｃ）效果圖軸承表面檢測92機器視覺技術及應用PPT教學課件2.3

LED光源的分類第2章光源系統(tǒng)認知與選擇2.3.1LED主流光源10.線形同軸光源(1)產品特點：獨特分光鏡結構，減少光損失；大功率LED，滿足高亮度檢測的需要；適用于各種流水線連續(xù)檢測場合，對反光表面不同形狀和不同印刷工藝檢測效果更好。(2)應用領域：線陣相機照明專用；薄膜、玻璃表面破損、內部雜質檢測；高速印刷質量檢測。93機器視覺技術及應用PPT教學課件2.3

LED光源的分類第2章光源系統(tǒng)認知與選擇2.3.1LED主流光源10.線形同軸光源典型案例：（ａ）實物圖

（ｂ）打光方式

（ｃ）效果圖裸板PCB線路檢測94機器視覺技術及應用PPT教學課件2.3

LED光源的分類第2章光源系統(tǒng)認知與選擇2.3.1LED主流光源11.平行同軸光源(1)產品特點：遠心光路設計，出射光平行度高；消除邊界效應，提高物體邊緣的對比度，獲得更高的測量精度；光源采用高級鍍膜反光鏡，能最大限度減少光損失，內部采用特殊處理，使光源發(fā)光效果更佳理想；搭配遠心鏡頭使用，有效增加鏡頭景深。(2)應用領域：金屬、玻璃表面缺陷檢測，手機屏表面劃傷檢測，金屬件輪廓尺寸檢測。95機器視覺技術及應用PPT教學課件2.3

LED光源的分類第2章光源系統(tǒng)認知與選擇2.3.1LED主流光源11.平行同軸光源典型案例：（ａ）實物圖

（ｂ）打光方式

（ｃ）效果圖玻璃平面臟污檢測96機器視覺技術及應用PPT教學課件2.3

LED光源的分類第2章光源系統(tǒng)認知與選擇2.3.1LED主流光源12.紅外光源(1)產品特點：形狀和照明方式可自由定制，提供近紅外850nm、940nm波段照明。形狀和平通光源一樣，只是發(fā)光材質不同。(2)應用領域：醫(yī)學（血管網識別、眼球定位）；包裝（可以透過塑料包裝）；服裝、紡織；制藥；電子、半導體；LCD、OLED。97機器視覺技術及應用PPT教學課件2.3

LED光源的分類第2章光源系統(tǒng)認知與選擇2.3.1LED主流光源12.紅外光源典型案例：（ａ）實物圖

（ｂ）效果圖屏幕AA區(qū)定位檢測98機器視覺技術及應用PPT教學課件2.3

LED光源的分類第2章光源系統(tǒng)認知與選擇2.3.1LED主流光源13.紫外光源(1)產品特點：采用全球頂尖的紫外LED，實現(xiàn)更高的穩(wěn)定性，提供近紫外光385nm、365nm波段照明；不同形狀和照明方式及定制。(2)應用領域：

印鈔行業(yè)、票印行業(yè)；熒光特質檢測；熒光字符、條碼、二維碼識別；玻璃微小缺陷檢測；光化學效應（只能用于抽檢）；產品外殼微小劃傷、碰傷等缺陷檢測。99機器視覺技術及應用PPT教學課件2.3

LED光源的分類第2章光源系統(tǒng)認知與選擇2.3.1LED主流光源13.紫外光源典型案例：（ａ）實物圖

（ｂ）效果圖PCB膠水有無檢測100機器視覺技術及應用PPT教學課件2.3

LED光源的分類第2章光源系統(tǒng)認知與選擇2.3.1LED主流光源14.AOI專用光源(1)產品特點：采用RGB三種顏色LED與多角度設計；特制漫射板，可提升光源均勻性；多色多角度照射能準確反映物體表面坡度信息；整體結構和普通光源一致，只有LED的發(fā)光體組成方式不同。(2)應用領域：AOI專用光源用于電路板焊錫檢測，旋轉體形狀缺陷檢測，多層次物體檢測。101機器視覺技術及應用PPT教學課件2.3

LED光源的分類第2章光源系統(tǒng)認知與選擇2.3.1LED主流光源14.AOI專用光源典型案例：（ａ）實物圖

（ｂ）打光方式

（ｃ）普通光源效果圖

（ｄ）AOI光源效果圖焊錫檢測102機器視覺技術及應用PPT教學課件2.3

LED光源的分類第2章光源系統(tǒng)認知與選擇2.3.1LED主流光源15.拱形光源(1)產品特點：同時具有球積分和條形光源的特點；照明，可選擇開孔或開槽；面陣和線陣項目均可適用；(2)應用領域：煙包表面檢測；電子產品外殼點污點雜質檢測；線陣裸板AOI；大幅面表面缺陷檢測；103機器視覺技術及應用PPT教學課件2.3

LED光源的分類第2章光源系統(tǒng)認知與選擇2.3.1LED主流光源15.拱形光源典型案例：（ａ）實物圖

（ｂ）打光方式

（ｃ）效果圖電源適配器字符檢測104機器視覺技術及應用PPT教學課件2.3

LED光源的分類第2章光源系統(tǒng)認知與選擇2.3.1LED主流光源16.非標氣冷光源(1)產品特點：光源結構精巧、體積小，節(jié)省安裝空間；特制聚光透鏡設計，可達到很好的光斑效果；非常適用于無塵環(huán)境和氣流氣壓有特殊要求的使用環(huán)境；光源采用氣冷方式散熱，校熱效率高且不會引起氣流變化；(2)應用領域：手機玻屏表面缺陷檢測；鋁箔表面劃傷檢測；銅板表面缺陷檢測；105機器視覺技術及應用PPT教學課件2.3

LED光源的分類第2章光源系統(tǒng)認知與選擇2.3.1LED主流光源16.非標氣冷光源典型案例：（ａ）元器件引腳定位

（ｂ）條碼識別

（ｃ）鋁蓋表面臟污檢測非標氣冷光源實例106機器視覺技術及應用PPT教學課件2.3

LED光源的分類第2章光源系統(tǒng)認知與選擇2.3.1LED主流光源17.對位專用光源(1)產品特點：對位精度高速度快市場大；便于集成檢測，高亮度，可選配輔助環(huán)形光源。(2)應用領域：上下兩工件對準專用，如全自動電路板印刷機對位等。107機器視覺技術及應用PPT教學課件2.3

LED光源的分類第2章光源系統(tǒng)認知與選擇2.3.2LED非標光源1.多角度環(huán)形光源(1)產品特點：光源分為不同層次、不同直徑和不同角度，每層獨立控制亮度，可覆蓋從低到高所有角度?？梢赃\用于反射角分布較廣的物體。108機器視覺技術及應用PPT教學課件2.3

LED光源的分類第2章光源系統(tǒng)認知與選擇2.3.2LED非標光源2.球積分光源(1)產品特點：球面式分布，方向分布均勻，具有積分效果的半球面內壁，均勻反射從底部360°發(fā)射出的光線，使整個圖像的照度十分均勻。(2)應用領域：曲面、表面凹凸、弧形表面缺陷檢測。109機器視覺技術及應用PPT教學課件2.3

LED光源的分類第2章光源系統(tǒng)認知與選擇2.3.2LED非標光源3.大功率背光源(1)產品特點：采用超大功率LED，高密度分布排列，采用特制透鏡，亮度超過普通光源三倍以上，專用于頻閃使用。(2)應用領域：適用于產品輪廓定位、尺寸測量、物體缺陷檢測等一些高速在線檢測。110機器視覺技術及應用PPT教學課件2.3

LED光源的分類第2章光源系統(tǒng)認知與選擇2.3.2LED非標光源4.三色半環(huán)形光源(1)產品特點：光源采用半環(huán)形設計，多顏色插件LED分布排列，使用時每個通道可單獨控制，光源大小可根據(jù)實際情況定制。(2)應用領域：適用于電子元器件輪廓定位、金屬件尺寸測量、表面缺陷檢測等。111機器視覺技術及應用PPT教學課件2.3

LED光源的分類第2章光源系統(tǒng)認知與選擇2.3.2LED非標光源5.多區(qū)域環(huán)形光源(1)產品特點：產品特點：高密度插件LED陣列，高亮度。突出物體三維信息，對于光源相當于分成四個區(qū)域，用于3D檢測，每一組可以單獨照亮，每一組的亮度可以獨立控制。(2)應用領域：電容、電阻外觀缺陷、字符等相關檢測。112機器視覺技術及應用PPT教學課件2.3

LED光源的分類第2章光源系統(tǒng)認知與選擇2.3.2LED非標光源6.AOI專用光源(1)產品特點：高密度插件LED陣列，高亮度。不同顏色組合，外加特制漫反射，減少強反光。多色多角度照明，能準確反映物體表面坡度信息。(2)應用領域：電路板焊錫缺陷、焊點虛焊，橋接缺陷等相關檢測。113機器視覺技術及應用PPT教學課件2.3

LED光源的分類第2章光源系統(tǒng)認知與選擇2.3.2LED非標光源7.同軸光與環(huán)形光組合光源(1)產品特點：同軸光源與環(huán)形光源組合。(2)應用領域：高速在線檢測，能實現(xiàn)兩種照明方式同時工作，從而在成像效果上能更好體現(xiàn)被測工件特征。114機器視覺技術及應用PPT教學課件2.3

LED光源的分類第2章光源系統(tǒng)認知與選擇2.3.2LED非標光源8.同軸光與環(huán)形光組合光源(1)產品特點：光源采用半環(huán)狀設計、多顏色插件LED分布排列，使用時每個通道可單獨控制，光源大小可根據(jù)實際情況來定制。(2)應用領域：主要適用于電子元器件輪廓定位、金屬件尺寸測量、表面缺陷檢測等。115機器視覺技術及應用PPT教學課件2.3

LED光源的分類第2章光源系統(tǒng)認知與選擇2.3.2LED非標光源9.環(huán)形組合光源(1)產品特點：兩個環(huán)光組合設計，減小光源安裝空間，可同時兼容兩個相機拍攝，從而提高工作效率。(2)應用領域：適用于外觀缺陷檢測、輪廓定位等相關檢測。116機器視覺技術及應用PPT教學課件2.3

LED光源的分類第2章光源系統(tǒng)認知與選擇2.3.2LED非標光源10.測部開孔光源(1)產品特點：

測部開孔光源相對于背光源，在用背光的時候，有些地方會被遮擋，就會有干涉，但是又必須要使用背光來實現(xiàn)這個效果。此時可以通過對于發(fā)光面進行一個定制，躲避干涉點來定制成這樣的一個光源。117機器視覺技術及應用PPT教學課件2.4光源的配光方式第2章光源系統(tǒng)認知與選擇2.4.1明場和暗場

明場像（BF）：選用直射電子形成的像（透射束），像清晰。

暗場像（DF）：選用散射電子形成的像（衍射束），像有畸變、分辨率低。a)明場成像

b）暗場成像118機器視覺技術及應用PPT教學課件2.4光源的配光方式第2章光源系統(tǒng)認知與選擇2.4.2光源的角度

根據(jù)光源發(fā)光體安裝的角度不同，將光源分為不同層次的角度可分為0°光、30°光、60°光。光源的角度119機器視覺技術及應用PPT教學課件2.4光源的配光方式第2章光源系統(tǒng)認知與選擇2.4.3偏振光

偏振光用于減少炫光或者是鏡面反射，光線經偏振片改變傳播方向，與鏡頭前的偏振片配合使用。

偏振光的形式120機器視覺技術及應用PPT教學課件2.4光源的配光方式第2章光源系統(tǒng)認知與選擇2.4.4濾鏡

1.濾鏡（即過濾器）的作用：1）減少環(huán)境光的干擾。2）選擇所通過的光。濾鏡的作用121機器視覺技術及應用PPT教學課件2.4光源的配光方式第2章光源系統(tǒng)認知與選擇2.4.5結構光

結構光是一組投影儀和攝像頭組成的系統(tǒng)結構。用投影儀投射特定的光信息到物體表面后，由攝像頭采集。結構光是通過不同的光線、不同的深度、不同的亮度來反映物體的立體結構的效果。結構光的效果對比122機器視覺技術及應用PPT教學課件2.4光源的配光方式第2章光源系統(tǒng)認知與選擇2.4.6散色光

光線照射到微小構造（顆粒、小坑等），不再嚴格遵循反射和折射等規(guī)律，其能量將以散色點為中心，雜亂無章的向四周發(fā)射出去，這種現(xiàn)象叫做光的散射。散色光123機器視覺技術及應用PPT教學課件2.5常見光源的應用第2章光源系統(tǒng)認知與選擇1.低角度直射光應用

主要用于表面粗糙程度不同區(qū)域的區(qū)分、邊緣有倒角、圓角物體輪廓提取、沖壓、澆鑄、浮雕圖案識別與檢測、光滑表面劃傷、裂痕檢測。低角度光的應用124機器視覺技術及應用PPT教學課件2.5常見光源的應用第2章光源系統(tǒng)認知與選擇2.高角度直射光應用

主要用于表面粗糙程度不同區(qū)域的區(qū)分、邊緣或內部有垂直斷差或者比較陡峭（超過60°）邊緣檢測或測量、光滑表面雕刻圖案、裂縫、劃傷、低反光與高反光區(qū)域分離等。高角度直射光應用125機器視覺技術及應用PPT教學課件2.5常見光源的應用第2章光源系統(tǒng)認知與選擇3.漫射背光源貫穿投射應用

主要用于邊緣的提取、透明體內部不透體檢測，貫穿型缺陷檢測、狹縫和通孔內雜質等檢測。漫射背光源貫穿投射126機器視覺技術及應用PPT教學課件2.5常見光源的應用第2章光源系統(tǒng)認知與選擇4.平行背光源貫穿投射應用

主要用于圓柱狀、帶倒角、帶圓角物件邊緣定位、尺寸測量等，可以避免雜散光造成的邊緣發(fā)虛的現(xiàn)象，也可以用于透明體內氣泡檢測。平行背光源貫穿投射應用127機器視覺技術及應用PPT教學課件2.5常見光源的應用第2章光源系統(tǒng)認知與選擇5.無影光應用

無影光即球積分光源，可以避免彎曲表面導致的不均勻現(xiàn)象。無影光應用128機器視覺技術及應用PPT教學課件2.5常見光源的應用第2章光源系統(tǒng)認知與選擇6.環(huán)形光應用

環(huán)形光可以提供不同的照射角度、不同顏色組合，把物體的輪廓包括凸出或者凹陷的特征，通過打光明顯的顯現(xiàn)突出物體的三維信息。環(huán)形光照射129機器視覺技術及應用PPT教學課件2.5常見光源的應用第2章光源系統(tǒng)認知與選擇7.條形光應用

條形光源是檢測較大方形結構被測物體的首選光源，特點是角度靈活，顏色可以自由搭配。條形光低角度照射應用130機器視覺技術及應用PPT教學課件2.5常見光源的應用第2章光源系統(tǒng)認知與選擇8.PI點光源照射應用

PI點光源體積小、發(fā)光強度高，是發(fā)光區(qū)域相對比較相集中的發(fā)光模式，適合作為鏡頭的同軸光源，一般搭配同軸遠心鏡頭使用。PI點光源照射應用131機器視覺技術及應用PPT教學課件2.5常見光源的應用第2章光源系統(tǒng)認知與選擇9.同軸光應用

同軸光的結構圖有殼體、增光鏡、半透鏡，中間有一個50%的鍍銀鏡。同軸光應用132機器視覺技術及應用PPT教學課件2.5常見光源的應用第2章光源系統(tǒng)認知與選擇10.背光源應用

背光源是用高密度LED陣列面提供高強度的背光照明，并且是垂直的發(fā)射光，主要用于外形輪廓提取、透明體內部不透明物體的檢測。背光源應用133機器視覺技術及應用PPT教學課件2.5常見光源的應用第2章光源系統(tǒng)認知與選擇11.RID球積分光源應用

球積分光源對于面積比較大、有曲面特征但又比較分散，而對曲面上的特征都要進行檢測，是針對此類物體進行檢測的一種應用場景。RID球積分光源應用134機器視覺技術及應用PPT教學課件2.6常見光源的應用第2章光源系統(tǒng)認知與選擇1.光源控制器的作用

光源控制器最主要目的是給光源供電，控制光源的亮度及照明狀態(tài)(亮、滅)，還可以通過給控制器觸發(fā)信號來實現(xiàn)光源的頻閃，進而大大延長光源的壽命。光源控制器135機器視覺技術及應用PPT教學課件THEEND第2章光源系統(tǒng)認知與選擇136機器視覺技術及應用PPT教學課件

機器視覺技術及應用

（Machinevision）硬件部分機器視覺技術及應用緒論

第1章機器視覺系統(tǒng)認知

第2章光源系統(tǒng)認知與選擇第4章工業(yè)相機認知與選擇第5章VisionPro軟件安裝及基本操作第6章VisionPro工具的運用第7章快速生成向導第8章機器視覺技術典型應用第3章工業(yè)鏡頭認知與選擇目錄138機器視覺技術及應用PPT教學課件第3章工業(yè)鏡頭的認知與選擇學習內容：

（1）光學基礎定律

（2）透鏡成像原理

（3）工業(yè)鏡頭的結構和原理

（4）工業(yè)鏡頭的相關參數(shù)

（5）工業(yè)鏡頭的分類139機器視覺技術及應用PPT教學課件3.1光學基礎定律第3章工業(yè)鏡頭的認知與選擇

1.光的直線傳播定律

在各向同性的均勻介質中，光沿著直線傳播，這就是光的直線傳播定律。140機器視覺技術及應用PPT教學課件2.光的反射定律當一條光線投射到兩種均勻介質的平面分界面上時，一般分成兩條光線一條由界面返回到原介質中，另一條由界面折入另一介質中。投射光線稱為入射線；返回到原介質中的光線稱為反射線；入射光線與法線所構成的平面稱為入射面；法線與反射光線所構成的平面稱為反射面。反射光線、入射光線、總是和法線處在同一平面上：入射光線反射光線分居于法線的兩側。反射角等于入射角。第3章工業(yè)鏡頭的認知與選擇

141機器視覺技術及應用PPT教學課件3.光的折射定律

當光線投射在兩種均勻介質的分界面上時，必有一部分光線透過界面折入另一介質中，這部分光線就稱做拆射光線。折射定律特點：（1）入射光線與折射光線、法線同處在一個平面上；（2）入射光線和折射光線位于法線兩側；?（3）入射角的正弦值與折射角的正弦值的比，同第一介質折射率與第二介質折射率的比成反比。第3章工業(yè)鏡頭的認知與選擇

142機器視覺技術及應用PPT教學課件4.光的色散

在光學中，將復色光分解成單色光的過程，叫光的色散。?

由兩種或兩種以上的單色光組成的光（由兩種或兩種以上的頻率組成的光），稱為復色光。不能再分解的光（只有一種頻率），稱為單色光。

復色光分解為單色光而形成光譜的現(xiàn)象叫做光的色散。（白光散開后單色光從上到下依次為“紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫七種顏色。）第3章工業(yè)鏡頭的認知與選擇

143機器視覺技術及應用PPT教學課件5.光路的可逆性

當光線逆著原來的反射光線（或折射光線）的方向射到媒質界面時，必會逆著原來的入射方向反射（或折射）出去，這種性質叫光路可逆性或光路可逆原理。第3章工業(yè)鏡頭的認知與選擇

144機器視覺技術及應用PPT教學課件3.2 透鏡成像原理1.透鏡成像規(guī)律

透鏡分為凸透鏡和凹透鏡。在光學中，由實際光線匯聚成的像，稱為實像，能用光屏承接；反之，則稱為虛像，只能由眼睛感覺。一般來說，實像都是倒立的，而虛像都是正立的。所謂正立和倒立，是相對于原物體而言的。第3章工業(yè)鏡頭的認知與選擇

145機器視覺技術及應用PPT教學課件2.凸透鏡

凸透鏡是根據(jù)光的折射原理制成的。凸透鏡是中央較厚、邊緣較薄的透鏡，有雙凸、平凸和凹凸(或正彎月形)等形式。

通過凸透鏡兩個球面球心的直線稱為主光軸，簡稱主軸。凸透鏡的中心O稱為光心。平行于主軸的光線經過凸透鏡后會聚于主光軸上一點F，該點稱為凸透鏡的焦點。焦點F到凸透鏡光心O的距離稱為焦距，用f表示，凸透鏡的球面半徑越小，焦距越短。物體到凸透鏡光心的距離稱為物距用u表示。物體經凸透鏡所成的像到凸透鏡光心的距離稱為像距，用表示v。第3章工業(yè)鏡頭的認知與選擇

146機器視覺技術及應用PPT教學課件凸透鏡成像規(guī)律第3章工業(yè)鏡頭的認知與選擇

147機器視覺技術及應用PPT教學課件3.3工業(yè)鏡頭的結構和原理1.鏡頭的結構

相機鏡頭由多個透鏡、光圈和對焦環(huán)組成，調整光圈和對焦環(huán)，以確保圖像明亮清晰。第3章工業(yè)鏡頭的認知與選擇

148機器視覺技術及應用PPT教學課件2.鏡頭的成像原理

（1）平行于主光軸的光線經過透鏡后都會在像方焦點聚集。

（2）經過物方焦點的光線通過透鏡后都會平行于主光軸。

（3）經過透