今天，小矩将在本期的“矩课堂”内容中，为大家讲解机器视觉光源最佳选型攻略，文末附加实操案例哦~
一套完整的视觉检测系统主要包含图像采集部分和图像分析部分，而图像采集部分主要有工业相机、工业镜头以及机器视觉光源承担，通过恰当的光源照明设计，可以使图像中的目标信息与背景信息得到最佳分离，这样不仅大大降低图像处理的算法难度，同时提高系统的精度和可靠性。
但非常遗憾，目前没有一个通用的机器视觉照明系统，可以应对不同的检测要求，因此针对每个特定的案例，都需要设计适应的照明装置，以达到最佳效果。
首先是对比度，要求目标与背景灰度值一般相差30以上，过渡像素满足精度检测要求；其次是均匀性，要求图像整体灰度均匀，不均匀但灰度差差不影响图像处理。
再次是真实性，与颜色有关的需要颜色真实，亮度适中，不过度曝光。
最后就是背景尽量淡化。
光源是影响图像质量的重要因素，因为它直接影响输入数据的质量，目前尚没有一个通用的机器视觉照明设备。因此，针对每个不同的案例，需要选择合适的照明装置，以达到最佳照明效果。
如何选择或设计光源照明方案
通过合理的照明方式可以把目标的特征凸显出来，同时将背景和干扰信息最大程度的过滤或者淡化，这样就可以得到最有利于处理的图像，整个系统的精度和稳定性就可以得到必要的保证。
条光选型
1、条光照射宽度最好大于检测的距离，否则可能会照射距离远造成亮度差，或者是距离近而辐射面积不够；
2、条光长度能够照明所需打亮的位置即可，无须太长造成安装不便，同时也增加成本,一般情况下，光源的安装高度会影响到所选用条光的长度，高度越高，光源长度要求越长，否则图像两侧亮度比中间暗；
3、如果照明目标是高反光物体，最好加上漫射板，如果是黑色等暗色不反光产品，也可以拆掉漫射板以提高亮度；
环光选型
1、了解光源安装距离，过滤掉某些角度光源；例如要求光源安装尺寸高，就可以过滤掉大角度光源，选择用小角度光源，同样，安装高度越高，要求光源的直径越大；
2、目标面积小，且主要特性在表面中间，可选择小尺寸0角度或小角度光源；
3、目标需要表现的特征如果在边缘，可选择90度角环光，或大尺寸高角度环形光；
4、检测表面划伤，可选择90度角环光，尽量选择波长短的光源；
条形组合选型
1、条形组合光在选择时，不一定要按照资料上的型号来选型，因为被测的目标形状、大小各不一样，所以可以按照目标尺寸来选择不同的条形光源进行组合；
2、组合光在选择时，一定要考虑光源的安装高度，再根据四边被测特征点的长度宽度选择相对应的条形光进行组合；
背光源/平行背光源选型
1、选择背光源时，根据物体的大小选择合适大小的背光源，以免增加成本造成浪费；
2、背光源四周一条由于外壳遮挡，因此其亮度会低于中间部位，因此，选择背光源时，尽量不要使目标正好位于背光源边缘；
3、背光源一般在检测轮廓时，可以尽量使用波长短的光源，波长短的光源其衍射性弱，图像边缘不容易产生重影，对比度更高；
4、背光源与目标之间的距离可以通过调整来达到最佳的效果，并非离得越近效果越好，也非越远越好；
5、检测液位可以将背光源侧立使用；
6、圆轴类的产品，螺旋状的产品尽量使用平行背光源；
同轴光选型
1、选择同轴光时主要看其发光面积，根据目标的大小来选择合适发光面积的同轴光；
2、同轴光的发光面积最好比目标尺寸大1.5~2倍左右,因为同轴光的光路设计是让光路通过一片45度半反半透镜改变,光源靠近灯板的地方会比远离灯板的亮度高,因此,尽量选择大一点的发光面避免光线左右不均匀;
3、同轴光在安装时尽量不要离目标太高，越高，要求选用的同轴光越大，才能保证均匀性；
平行同轴光选型
1、平行同轴光光路设计独特，主要适用于检测各种划痕；
2、平行同轴光与同轴光表现的特点不一样，不能替代同轴光使用；
3、平行同轴光检测划伤之类的产品，尽量不要选择波长长的光源；
其他光源选型要领
1、了解特征点面积大小，选择合适尺寸的光源；
2、了解产品特性，选择不同类型的光源；
3、了解产品的材质，选择不同颜色的光源；
4、了解安装空间及其他可能会产生障碍的情况，选择合适的光源；
选型与案例分析酒瓶盖条码检测
检测内容：条码识别、条码打标位置是否偏离；
使用光源：204mm、60度蓝光；
检测要求：装在包装箱里检测
选型分析
1. 了解产品特性
瓶盖上面是黑色，红黑交错背景图案，条码为激光刻印显灰色，为了显现出条码，应该将字符打亮，背景与字符分辨明显；我们如果选用红色光源的话，背景中的红色会滤掉打白，会干扰同为白色的字符，所以，我们应该利用光源的互补原理，采用蓝色光源，将红色背景尽量打黑；
白色光源效果
蓝色光源效果
2. 了解产品形状选择合适光源
瓶盖为圆形，直径为25MM，一般此情况可以选择同轴光或者环形光比较合适；
3. 了解产品材质特性选择合适光源
瓶盖为金属材料，表面有印刷图案，比较光滑，反光度很强，选用同轴光或带角度的环形光比较合适；
4. 模拟现场打光选择能用的光源
由于酒瓶必须装在包装纸箱里，瓶盖离纸箱上顶部的距离有80MM，考虑需要留一定的空间，因此，瓶盖离光源需要的距离为100MM或以上，如此高的距离，小同轴光跟小环光以及低角度光就不能满足要求，必须选用大同轴光跟大环光。
5. 打光试验
根据以上情况选择大致的光源后，再进行性价比对比，选择性价比高的光源进行实际打光测试（同轴光如果提到110MM距离的话，需要用到120左右的光，单位价值比较高，所以选择环形光比较经济）
采用180mm、30度蓝色环光在110MM高度打光周边亮带反光强，不利于找中心位。
采用204mm、60度蓝色环光在110MM高度不会将光源LED亮斑影投射到瓶盖上。
6. 最终确定光源
根据打光效果图进行软件处理，在得到可靠性及准确性的条件下选择正确的光源。
根据以上述案例，值得大家注意的点：
1. 产品的颜色影响光源的颜色；
2. 产品的特性可以确定光源的照射方式，从而确定光源的 类型；
3. 产品的安装空间及相机、镜头、传感器的位置等障碍可以摒弃一些不方便安装的光源；
4. 光源的安装高度影响光源的类型及大小。
