Matlab生产自动化实验系统机器视觉单元设计+CAD图纸(5)
一般采用加防护屏的方法，减少环境光的影响。可作为 CCD 照明光源主要有以下几种：
（1）普通白炽灯；（2）激光光源；（3）发光二极管。
光源的使用是为获得一幅最佳待测图像，让被测物体特征从复杂背景中凸现出来。使用的照明方法有很多，比较常用的有：（1）同轴光源；（2）低角度光源；（3）背光源。
（2） 光学镜头简介
被测物的图像通过一个透镜聚焦在敏感元件上，如同照相机拍照一样。所不同的是照相机使用胶卷，而视觉系统使用的是视觉传感器来捕捉图像，传感器将可视图像转化为电信号，便于计算机处理。选取机器视觉系统中的摄像机应根据实际应用的要求，其中摄像机的透镜参数是一项重要指标。透镜主要的参数有四个：放大倍率、焦距、景深和透镜安装接口类型。按焦距不同分为：变焦镜头、定焦镜头、标准镜头和远望镜头等。机器视觉中的镜头一般由一组透镜和光阑组成。
普通镜头一般具有如下光阑：
1）孔径光阑：为了调节镜头的进光量，普通镜头都具有光圈调节环。调节环转动12时带动镜头内的黑色叶片以光轴为中心做伸缩运动，称为可变孔径光阑。
2）视场光阑：镜头中决定成像面大小的光阑称为视场光阑。
3）消杂光光阑：由非成像物点射入镜头的光束或由折射面和镜筒内壁反射产生的
光束统称为杂光。杂光会使镜头像面产生明亮的背景，必须加以限制。镜头的镜管通常被加工成螺纹状并涂以黑色漆以消除杂光。
（3）照明光源设计及其原理
对于机器视觉系统来说，图像是唯一的信息来源，而图像的质量是由光学系统的选择来决定。而且，由图像质量差引起的误差不能用软件纠正，因此照明光源设计显得尤为重要。
照明系统是机器视觉系统的关键组成部分。其主要任务就是产生合适的照明及确定准确的物像位置关系，保证得到足够对比度和清晰度的图像。设计时要使感兴趣区域与背景区域区分明显，加强对比度；增强待测目标边缘的清晰度；抵消杂光、消除阴影。考虑到被观察目标的视场和 CCD 相机对光照的敏感性，照明的均匀性，且光源只能设置在远离观测对象的区域，要求设计复杂的照明光学系统。通过分析，在照明系统中将采用 LED 光源，因其具有照明度高、便于亮度调节的特点，引入准直管的方式实现均匀照明。
照明系统的设计应重点考虑 几个基本因素，分别为：
1） 镜头的视场
在照明系统的设计中，应根据被测对象的尺寸确定镜头的视场。而后，再根据镜头视场的大小决定最佳的照明系统。
2） 照明系统与工件的间距
在系统设计中，需全面地了解镜头到工件的距离，照明系统到工件的距等，从而确定光源与工件的距离。
3） 工件的外形、条件及颜色
照明的选择是由工件表面的形状、平坦度、光滑程度等条件决定的。最佳的照明颜色（红、兰、绿、白）可通过检测工件或被检测区域的颜色来决定。
（4）照明方式
在视觉系统中，一般来说照明方式的设计应该遵循以下原则：
第一，确定被测部分或特征，使被测部分或特征清楚地与周围的背景区分开。例如，使两者的灰度值的差别尽可能地大，尽量增强被测部分或特征边缘的对比度等。因为人们用透视、阴影、视差和个体经验等线索从图像中得到的信息不同，系统必须使用预定好的程序，例如滤波、图像减运算、边缘增强等技术才能从图像中找到所需的信息，所以如果可以把将要检测的物体和背景清楚的分开，就可以大大减少图像处理算法的复杂度，从而减少图像的运算时间，也减少了软件的开发时间和难度。