TA的每日心情 | 慵懒
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发表于 2015-3-19 11:41:43
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来自：广东省东莞市 电信
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机器视觉光源均匀性
光源亮斑
光源的亮斑一般都是光源的灯珠直射的地方最亮。哪怕是加了漫射板，也是类似的，只是情况会略有降低。而且很多灯珠排布在一起时，总是灯珠矩阵（我们认为这是一个矩阵）的中心比四周要亮。因为中心有更多的光线叠加在一起。
而镜头成像时，总是镜头中心收集的光线多于四周，因此即使一个很大的均匀的面光，经镜头成像后，也总是中心比四周要亮。
因此镜头实际成像的亮斑，可能出现的情况会比较复杂。需要看具体的光源以及镜头的高度角度等。
镜头的亮斑，可以直接决定视场成像的均匀性，因此对于不同的光源的亮斑位置与大小，需要具体实验才能知道。而对于选择的光源是否适合案例，也只有实验得知。在实际应用中，虽然我们认为视场均匀性越均匀越好，但是很多时候要做到很均匀是比较困难的，因此只要能满足项目需求，即使有一些不均匀，也是可以解决总理的。
下面我们来看一款直径180角度30度的添加漫射板环形光源的亮斑成像实例。以下实验使用的相机为AVT Stingray F-125B，镜头使用的是VST的SV 2514H，镜头工作距离为550mm，视场大小 为120*90mm。
WD=0mm
WD=18mm
WD=25mm
WD=30mm
WD=40mm
WD=50mm
WD=60mm
WD=70mm
WD=80mm
WD=90mm
WD=100mm
以下图像为以上灰度图像对应的彩色转换图（热量图？不知道如何称呼，站长石鑫华自己用LabVIEW + Vision写的，以更直观的方式显示出均匀性。）
256级灰度图对应的彩色值，黑色对应蓝色、白色对于红色
WD=0mm对应彩色图
WD=18mm对应彩色图
WD=25mm对应彩色图
WD=30mm对应彩色图
WD=40mm对应彩色图
WD=50mm对应彩色图
WD=60mm对应彩色图
WD=70mm对应彩色图
WD=80mm对应彩色图
WD=90mm对应彩色图
WD=100mm对应彩色图
从上面的图中可以知道，如180-30（添加漫射板）这样的环形光源，在视野为120*90mm左右时，最佳亮度与均匀度的工作距离在18mm左右。当工作距离再低时，亮度和均匀性都下降。当光源工作距离增大时，亮度总是递减的；但是均匀性上面，当工作距离为100左右时，同样呈现了较均匀的视野。这个情况的解释是这样的：当在18mm时，是环形光源各灯珠的照射正好均匀分布在视野内，光线基本无交叉；而工作距离为100时，灯珠的照射角度都是30度的，那么光线大部分是交叉的，并且工作距离较大，提供了更多的漫反射光照，从而达到了均匀性，并且可以预期的是，如果继续加大工作距离，光源的均匀性将会更好。但是由于距离太远，亮度下降明显。如果距离足够远，亮度足够强，就会成为平行光，提供非常均匀的光源照明，如太阳…… |
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