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解析影像测量仪的三种照明方式

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发表于 2013-11-29 08:47 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 火烧木星 于 2013-11-29 09:11 编辑

  测试测量仪器在工业、科研、国防装备等众多领域都发挥着重要作用。尽管占据的产值并不高,但是其推动新技术带来的附加值却十分高,能够极大的推动国家的创新和发展。在这其中,影像测量仪是集光、机、电、计算机图像处理技术于一体的新型高精度、高科技微测量仪器,并被广泛应用于大型钣金件、PCB板及目前最热门的TFT产业的刀模、背光板、绝缘材料、面版、边框行业、BGA、塑胶制品、五金、模具、手机外壳、电子、铭牌、陶瓷、绝缘材料、医疗器械等领域,实现了大批量快速检测。而照明是影像测量仪测量过程中非常关键的环节。好的照明方案对精准的测量出被测物体的各种数值有着举足轻重的作用。
  在影像测量仪中,最主要的有以下三种照明方式:表面光照明、轮廓光照明和同轴光照明。表面光与轮廓光照明方式较为普通,而同轴光照明对于某些特殊工件的测量有着至关重要的作用。全自动影像测量仪除了表面光和轮廓光之外,加入了同轴光照明,可专门用于测量工件的孔深及盲孔深度,并且对测量反光和镜面工件,有非常独特的作用,对抓取基元的准确性有很强的辅助作用。
  表面光照明:表面光照明一般采用环状或点状照明,与相机处于同侧。环行灯是一种常用的表面光照明方式,很容易安装在镜头上,可给漫反射表面提供足够的照明。表面光照明使用的是表面光源。表面光源提供工件表面的普通照明,目前的应用趋势是使用环形的表面光源提供多个方向和入射角的表面照明。
影像测量仪提供了6环8区的表面光照明,总共48个独立的分区可控,每个分区可以独立控制开关以及亮度,亮度等级高达200级。并且每一个环的入射角度不同,确保对于不同工件可以提供不同的照明方式。
  轮廓光照明:轮廓光照明是将光源放置在物体的背面。这种照明方式与别的照明方式有很大不同,因为图像分析的不是反射光而是入射光。轮廓光照明产生了很强的对比度。应用轮廓光照明技术时,物体表面特征会丢失,但可以清晰地得到物体的轮廓信息。为轮廓光照明的光源称为轮廓光源。轮廓光源让透光和不透光的部分区分开来,透光的地方呈白色,不透光的地方呈黑色,这样取得一个黑白对比的图片。轮廓光很重要的一点就是需要保证射出的光为平行光,以保证不同强度的光照不会引起工件轮廓的变化,进而影响测量的精度。
  同轴光照明:同轴光照明是与相机的轴向相同的方向的光照射到物体的表面。同轴光照明使用一种特殊的半反射镜面,将光线反射到相机的透镜轴方向。半反射镜面只让从物体表面反射并垂直于透镜的光线通过。同轴光源提供的这种照明技术对于实现扁平物体且有镜面特征的表面的均匀照明很有用。此外,此技术还可以实现使表面角度变化部分高亮,因为不垂直于相机镜头的表面反射光不会进入镜头,从而造成表面较暗。
  由于测量对象的差异性,针对每个特定的应用实例,要选择相应的照明装置,以达到最佳效果。在测量工件的不同部位时,也需要选择不同的照明方式。比如测量工件的表面特征时,需要利用不同角度的表面光照明;测量工件的边缘轮廓尺寸,就需要利用轮廓光源照明。影像测量仪独有的六环八区照明光源摒弃了机器视觉中单光源单用途的设计特点,将环形表面光源划分为48个弧形单元,可以针对不同的被测工件实现灵活的照明方案。这样的设计方式可以避免更换测量对象后需要重新设计照明光源的成本。

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