视觉检测背光源强度评估方式

·208·内燃机与配件视觉检测背光源强度评估方式王雪娇曰邹波（东莞市沃德普自动化科技有限公司，东莞523000）光源是机器视觉实现的基础，摘要院机器视觉是实现人工智能的重要方式，是决定整个系统成败的主要因素。传统对光源能量的随着光源在机器视觉系统中重要性的提升，以及光源种类和应用场合的丰富，评估是以照度为指标，单纯的使用照度指标对不同照明本论文提出了一种新的评估方式：背向照方式的光源进行评估时，设计出来的光源并不能满足实际应用的需求。基于此方面的需求，明应该采用亮度进行评估，并通过实验论证了该结论。关键词院机器视觉光源；背向照明；亮度；照度0引言机器视觉检测系统是通过光学系统和半导体传感器实时自动获取图像，并通过图像处理算法获得必要信息的一种检测系统。一般的机器视觉检测系统包括照明系统、图像传感器、图像采集卡以及图像处理系统[1]。近些年随着高分辨率、高集成度图像传感器产业的成熟，低价格获取高质量标准化的图像传感器成为容易之事，加上计算机科学技术，信息处理设备的微型化、便携化，通过直接的“拍照”快速获取信息的方式正逐渐深入到各行各业，尤其是批量作业、危险办公环境。光源是机器视觉获取图像的基础，通过对光源的改进与设计可以高效的提取出所需目标信息，极大地提高图像处理和识别的效率，提高系统测量精度和可靠性；反之，光源的错误使用则会造成图像处理复杂度提高，系统效率低下。因此，光源是是机器视觉获得图像的基础，是决定整个系统成败的关键因素[2]。目前对于光源强度的评估都是以照度为标准，随着光源在机器视觉系统中重要性的提升，以及光源种类和应用场合的丰富，单纯的使用照度指标对不同照明方式的光源进行评估时，设计出来的光源并不能满足实际应用的需求。基于此方面的需求，本论文提出了一种新的评估方式：背向照明应该采用亮度进行评估，并通过实验论证了该结论。1理论分析机器视觉中评价光源质量的指标有光通量、照度、亮度、色温、显色性、寿命等。其中，照度、亮度都是衡量光源强度的指标，是两个既关联又不同的物理量，亮度：指的是人在看光源时，眼睛感觉到的光亮度。更侧重的是人的感受程度，我们常说一个地方很亮而不会说很“照”，就是人的感受，指的就是这个地方的物品被照射后，反射到我们眼中的光线相对多。指定方向上光源光通量的多少是决定性因素。指定方向上光源的光通量多，亮度就高。照度：指的是光源照射到样品上，单位被照射面积上的光通量，指的是有多少能量发射到被照的物品表面。单位被照射面积上的光通量多，照度就高。两者的关联是影响光源亮度及照度高低的物理量是共同的，即：光通量。不同点是：影响光源亮度的光通量，是光源表面指定方向辐射出来的光通量的多少。影响光源照度的光通量，是光源辐射到样品上的光通量的多少。两者表述不同，受外界影响因素也不同。同一只光源，指定方向上光源表面辐射出来的光通量、与光源辐射到样品上的光通量是不相等的。特别说明：光源的亮度视觉感，有时受色温影响较大。在光通量相同的光源中，色温高的光源会产生亮度高的错误的视觉感。这种光源，光效并不一定比其它光源高，照度也并不一定比其它光源高，只是一种刺眼的“虚假亮”。亮度指进入人眼中被感受到的光线强度，照度是指被照射面得到的光的数量，从机器视觉应用的照明方式来分析，背光源照明方式是相机接收到的背光源直接射入镜头的光线，如图1。图1背光源打光方式此时的相机相当于人眼，接收到的是直接入射到相机的光强，与亮度表达的概念相符，因此经理论分析亮度是评价此种光源的最佳指标。而其他照明光源例如环光，相机接收到的是照射到被测样品后的反射光，如图2。图2环光打光方式相机接收到的是照射到样品上反射的光，与照度表达的概念相符，因此照度是评价除背光外其他光源是最佳的指标。“高亮度”InternalCombustionEngine&Parts·209·图6未加棱镜膜图片中心灰度值图7加棱镜膜图片中心灰度值2实验验证本文分别用亮度和照度来判定背为了验证以上结论，光源中一个辅助配件-棱镜膜的作用，同时以相机采集到实验使用的背光源为沃德普的的数据为判定的最终标准。背光源FQ2-50X51，如图3：棱镜膜为3M，该光学膜材内部结构如图4。分别使用照度计，亮度计测试该背光源不加棱镜膜和加入棱镜膜后的照度，亮度并与相机拍摄出来图片灰度值进行对比。表1亮度计和照度计测试光源的对比数据亮度值（nit）未加棱镜膜21291nit加棱镜膜29641nit差值33%57262lx照度值（lx）未加棱镜膜加棱镜膜26726lx差值-73%使用相机拍摄出来的未加棱镜膜和加入棱镜膜后如图5。图3背光源FQ2-50X51（a）未加棱镜膜（b）加棱镜膜图5相机拍摄背光源图片截取的中心水平轴上的未加棱镜膜和加入棱镜膜中心灰度最大值分别如图6所示。数据表如2。表2相机拍摄的中心最大灰度值灰度值图4棱镜膜内部结构未加增亮膜加增亮膜差值将光该膜材通过内部微棱镜结构改变光的发散角度，9713533%收集到正前方从而达到提高该光源正方向的能量利用率。实验使用的照度计为柯尼卡美能达CL-200，亮度计为经过棱镜膜由相机拍摄出来的图片和数据分析可知，CS-160。相机为东芝CSFS20BC2，镜头为computar2514。的收光后中心灰度值增加33%左右，而使用亮度计的测试·210·内燃机与配件无线电能传输系统的研究姜瑞征曰丁博文曰韩倩曰刘茜茜（延安大学物理与电子信息学院，延安716000）摘要院本文通过对系统及硬件电路的设计实现无线电能的传输。无线电能传输系统的设计是用线圈耦合的方式来进行能量的传但充输，使接收端可以接收到充足的电能，来确保后续电路电能的供应。因无线电能传输中，能量发送端和接收的距离D是变化的，电的时间比较固定，因此，本文研究无线电能的传输方式将选择固定电流传输。线圈耦合；电能关键词院无线电能传输；0引言如何实现无线电能的传输一直以来是人类的梦想，诸多国内外研究者对此不断地进行了探索[1-2]。无线电能传输是指改变了通常采用的电源线连到终端设备上进行充电的过程[3]，在2007年，无线电能传输技术就获取了20多项专利，一台充电基站可供多个和多种设备进行充电，多个手机、多个MP3、电动工具、播放器等等。这种电能神奇的传输过程是通过线圈之间的磁场来产生，连接充电基站和设备的桥梁是电感的耦合技术[4-5]。例如手机和目前，大部分电能的传输，电脑等，均利用金属电线通过直接接触的形式，给设备自带电池进行传输电能[6-7]。通用性和便捷性成为无线电能传输技术的优无线电势，但不足之处在于效率低。同时，能传输技术不断提高还给电池技术和WiFi带来了很大进步的。这一新技术对于不需要数据传输的设备将会大大减少所需各类充电器的数量。另外，无线电能传输技术的实现使得公共移动设备充电站将可能变成现实[8]。因此，本文通过对系统及硬件电路的设计实现无线电能的有效传输。1系统设计过程图1为无线电能传输原理框图，其工作原理为：将市第一种是为初级电接入电源管理模块，有两种输出电压，第二种是为NE555提供5V的线圈提供19V的直流电压，电压。NE555构成信号发生器，为功放模块提供激励信号。接收线圈在接收线圈与发射线圈靠近时将会产生感生电压，感生电压随着接收线圈回路的谐振频率与发射频率越要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要图1无线电能传输原理框图图2电源电路成本低的优接近而增大。本设计系统具有无线电能传输、携带不方便的缺点。点，但也有不够集成化、2硬件设计2.1电源电路一是为初级线图2为电源电路。该电路有两个功能，圈提供19V的直流电压，二是为NE555提供5V的电压。工作过程：工作时输入端将交流电通过全桥整流电路和变压器转换成直流电19V，再经LM7805变换成5V。2.2发射电路图3为发射电路。振荡信号发生器和谐振功率放大器基金项目院本项目受延安大学大学生创新项目资助，项目编号：组成了发射电路。振荡频率在1Hz-510kHz之间的可调信D2016114。号发生器采用NE555构成，为功放电路提供激励源；LC并结果同样为亮度增加33%左右，但是使用照度计的测试的结果是降低了73%，不能反映出真实数据。因此照度不是评价背光源能量的指标。3结论本论文提出了针对机器视觉检测应用的光源能量评估方式：背向照明应该采用亮度进行评估，并通过对比实验验证了该方式的正确性。参考文献院[1]刘双春.基于机器视觉的USB插头表面缺陷检测技术研究[M].成都：中国科学院光电技术研究所，2017.[2]李凤娇，叶亚楠.我国机器视觉光源专利特点分析[J].电子测试，2017，13.