機(jī)器視覺系統(tǒng)的核心是圖像采集和處理。所有信息均來源于圖像，圖像本身的質(zhì)量對整個(gè)視覺系統(tǒng)極為關(guān)鍵，而光源則是影響機(jī)器視覺系統(tǒng)圖像水平的重要因素。好的打光設(shè)計(jì)能夠使我們得到一幅好的圖象，從而改善整個(gè)系統(tǒng)的分辨率。通過適當(dāng)?shù)墓庠凑彰髟O(shè)計(jì)可以使圖象中的目標(biāo)信息與背景信息得到最佳分離，可以大大降低圖象處理的算法難度，同時(shí)提高系統(tǒng)的精度和可靠性。

機(jī)器視覺系統(tǒng)中光源的主要作用
1.照亮目標(biāo)，提高亮度
2.形成有利于圖像處理的成像效果，降低視覺檢測系統(tǒng)的復(fù)雜度及對圖像處理算法的難度
3.克服環(huán)境光的干擾，保證圖像穩(wěn)定性
4.用作測量的工具或參照

目前機(jī)器視覺照明主要采用LED光源（發(fā)光二極管）。由于其形狀自由度高，發(fā)熱少、功耗低、壽命長、響應(yīng)速度快、發(fā)光強(qiáng)度高、單色性好、顏色多樣、綜合性價(jià)比高等特點(diǎn)，LED光源在行業(yè)內(nèi)被廣泛應(yīng)用。

LED光源分類和應(yīng)用

01環(huán)形光源

LED燈珠排布成環(huán)形與圓心軸成一定夾角，有不同照射角度、不同顏色等類型，可以突出物體的三維信息；解決多方向照明陰影問題；圖像出現(xiàn)燈影情況可選配漫射板，讓光線均勻擴(kuò)散。

應(yīng)用：螺絲尺寸缺陷檢測；IC定位字符檢測；電路板焊錫檢查；顯微鏡照明等。

02條形光源

LED燈珠排布成長條形。多用于單邊或多邊以一定角度照射物體。突出物體的邊緣特征，可根據(jù)實(shí)際情況多條自由組合，照射角度與安裝距離均有較好自由度。適用較大結(jié)構(gòu)被測物。

應(yīng)用：電子元件縫隙檢測，圓柱體表面缺陷檢測，包裝盒印刷檢測，藥水袋輪廓檢測等。

03同軸光源

同軸光源提供了比傳統(tǒng)光源更均勻的照明，同時(shí)避免物體的反光，提高了機(jī)器視覺的準(zhǔn)確性和重現(xiàn)性。適用于粗糙程度不同、反光強(qiáng)或不平整的表面區(qū)域，檢測雕刻圖案、裂縫、劃傷、低反光與高反光區(qū)域分離、消除陰影等。需要注意的是同軸光源經(jīng)過分光設(shè)計(jì)有一定的光損失，需要考慮亮度，并且不適用于大面積照射。

應(yīng)用：玻璃和塑料膜輪廓和定位檢測，IC字符及定位檢測，晶片表面雜質(zhì)和劃痕檢測等。

04圓頂光源

LED燈珠安裝在底部通過半球內(nèi)壁反射涂層漫反射均勻照射物體。圖像整體的照度十分均勻，適用反光較強(qiáng)金屬、玻璃、凹凸表面、弧形表面檢測。

應(yīng)用：儀表盤刻度檢測，金屬罐字符噴碼檢測，芯片金線檢測，電子元件印刷檢測等。

05背光源

LED燈珠排布成一個(gè)面(底面發(fā)光)或者從光源四周排布一圈(側(cè)面發(fā)光)。常用于突出物體的外形輪廓特征，適用于大面積照射。背光一般放置于物體底部需要考慮結(jié)構(gòu)是否適合安裝，在較高的檢測精度下可以加強(qiáng)出光平行性來提升檢測精度。

應(yīng)用：機(jī)械零件尺寸及邊緣缺陷的測量，飲料液位及雜質(zhì)檢測、手機(jī)屏漏光檢測，印刷海報(bào)缺陷檢測，塑料膜邊緣接縫檢測等。

06點(diǎn)光源

高亮LED，體積小，發(fā)光強(qiáng)度高；多用在配合遠(yuǎn)心鏡頭使用，一種非直接同軸光源，檢測視野較小。

應(yīng)用：手機(jī)內(nèi)屏隱形電路檢測，MARK點(diǎn)定位，玻璃表面劃痕檢測，液晶玻璃底基校正檢測等。

07線光源

高亮LED排布，采用導(dǎo)光柱聚光，光線呈一條亮帶，通常用于線陣相機(jī)，采用側(cè)向照射或底部照射，線光源也可以不使用聚光透鏡讓光線發(fā)散，增加照射面積也可在前段添加分光鏡，轉(zhuǎn)變?yōu)橥S線光源。

應(yīng)用：液晶屏表面灰塵檢測，玻璃劃痕及內(nèi)部裂紋檢測，布匹紡織均勻檢測等。

在工業(yè)實(shí)際運(yùn)用中，由于不同工件和材料對不同光源顏色吸收程度是不一樣的，要達(dá)到的效果不同，檢測的項(xiàng)目不同，對光源顏色的需求也是不一樣的，所以選擇一個(gè)正確顏色的光源很重要。

不同波長的光線呈現(xiàn)不同的顏色。波長決定特定顏色的特征。不同顏色光源的特點(diǎn)如下：

# 一般情況下，如果使用黑白相機(jī)，又對被測物體的顏色選擇沒有特殊的要求，紅色是比較合適的選擇。因?yàn)榧t色LED壽命長、穩(wěn)定、價(jià)格低廉，更重要的是紅色LED的波長更接近傳感器的靈敏度峰值，而通常的CCD對紫色、藍(lán)色的光敏感程度沒有紅光強(qiáng)。

為了方便應(yīng)用，可以把可見光波段的顏色首尾相接組成一個(gè)圓環(huán)，也就是所謂的色環(huán)。色環(huán)中距離比較近的顏色為相近色或者相鄰色，關(guān)于圓環(huán)中心對稱的為互補(bǔ)色，離的比較遠(yuǎn)的為對比色。

在光照環(huán)境中，使用與物體本色相鄰或相同的顏色照射，物體在圖像中的亮度會相對比較高；反之，如果使用對比色光照，則會使物體在圖像中顯得比較暗。所以，在拍攝物體時(shí)，如果要將某種顏色打成白色，那么就得使用與此顏色相同或相似的光源（光的波長一樣或接近），而如果要打成黑色，則需要選擇與目標(biāo)顏色波長相差較大的光源。