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在機器視覺系統中,選擇合適的光源與照明方式是整個系統成功與否的關鍵,其效果好壞,直接影響圖像的質量和后期處理的效果。光源的選取需要符合所需的幾何形狀、亮度、均勻度、光譜特性、發光效率和使用壽命等要求。光源與照明方案的配合為了突出被檢測物的特征量,使要檢測的區域與不重要區域之間有明顯的不同。所以針對不同的應用場合,選擇合適的光源和照明方式,對于提高檢測效果具有重要的意義。由于本系統在煤礦中應用,所以選用防爆燈具。防爆燈具從光源種類分,主要有白熾燈、鈉燈、熒光燈和LED礦燈等,如圖2-4所示。
由于白熾燈和熒光燈等燈具,在煤礦井下長期工作中,容易引起瓦斯爆炸,且強度低,輕微震動就能大大縮短燈頭壽命,甚至損壞。對于本系統而言,不能長期工作的光源,不能滿足系統實時性檢測的要求,且系統對振動要求高,不適宜于在輸送機大架上安裝。
表2-1列出了煤礦系統中主要光源的特性。由上表2-1可知,LED礦燈具有顯色性好、發光強度高、能耗低、照度穩定和壽命長等特點。在機器視覺中,對于LED燈有五種照明方式,分別為直前光照明方式、擴散光照明方式、低角度照明方式、背景照明方式和軸線照明方式。由于上下輸送帶之間空間的限制,本文采用低照度方式。總之,為了使機器視覺系統能夠可靠穩定工作,提高光源的品質和選擇合適的照明方式非常重要。針對煤礦井下的特殊環境和現場條件的要求,本文采用LED礦燈為縱向撕裂檢測系統的照明系統,光源形狀為條狀,同時采用低角度的照射方式,與輸送帶下表面成10-15度之間,由于低角度能夠照射出輸送帶表面的輪廓和去除色差,對于褶皺敏感,輸送帶表面成像較清晰,適于做邊緣檢測和缺陷探傷。
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