赛迪发布《2021年5G发展展望白皮书》
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2024-02-01
机器视觉需要好的照明,因为好的图像质量是快速图像处理的核心要求频闪控制器驱动光源能确保提供一个好的光照一、使用频闪控制器需要理由吗? 对于自动图像处理,改变照明条件可能会导致大量的处理障碍因此机器视觉的核心要求就是好的照明。
频闪控制器保证了物体的完美照明,这就提高了机器视觉的处理速度和稳定性,带来了一个积极的经济效应另外,频闪控制器可以很明显的提高光源输出二、频闪控制器作为光源控制1.驱动照明
机器视觉中避免阴影和反射的照明典型模型如果工业相机需要取像,首先需要一个光源合适的光源是相机取像的基础:评估区域中最高亮度部分接近灰度值245(8bit)评估区域中最低亮度部分接近灰度值5(8bit)避免阴影
重要的区域和细节需要在中间的亮度部分可见 为了避免拍摄(快速)移动的物体时出现模糊拖影,最好用短曝光时间一般的曝光时间在毫秒或微秒级短曝光的缺点就是需要更多的光照2.机器视觉中的LED光源 目前,LED光源是用的最多的。
它具有寿命长、光照强、响应快、能效高和结构小巧的特点发出的光可以具有恒定的光谱曲线,变化小 LED光源发出的光与电流是成比例的,电流是发光总量的基础,同样也会产生热能消耗在较大的工作范围内,LED显示出成比例的光输出,在最大参数和低功率开启阈值部分有显著的区别。
因此,用电流驱动而不是电压驱动来调节是可行的这就是频闪控制器的工作领域3.频闪控制器的主要特性 通常,频闪控制器只是用来控制光源的开光,也就意味着可以精确地调节LED的电流LED的开关需要与相机曝光时间同步,而相机的EXPOSURE信号就有此作用。
频闪控制器的主要功能:通过调节LED电流调节光源亮度通过调节LED电压调节光源亮度(不建议)LED的开关(可变的)- 收到相机的曝光信号,打开光源;否则,关闭LED的开关(固定的)- 相机的触发信号用来点亮LED,按提前设置好的时间(可以用于高功率应用,需要长时间的点亮),此模式可用于曝光控制
有些控制器可以提供附加的功能,如可调的电流斜率、延时、时序、LED极限的预估等。
照明设置与闪光灯控制器4.LED光源的超驱动 频闪控制器的一个特点就是可以在频闪模式下超驱动LED正如之前所说的,LED对温度很敏感,如果功率消耗导致过热则会损坏基于此,LED制造商申明需要考虑最大的电流。
因为热能消耗是一个时间积累的过程,这就为使用超过标称的最大电流成为可能,只要开启的时间足够短,这样就可以在保证高亮度输出的情况下还能延长寿命(1)超驱动的好处 如上解释,当LED开启时,电流可以大于LED指标。
因为电流和光强是成比例的,因此光源亮度可以高于常规亮度当相机没有曝光时,LED是关闭的而且可以再次冷却结果就是当相机再次曝光时,光源可以获得更高的亮度 短曝光时间可以避免拖影模糊的效应,这需要更多的光,因此LED超驱动就显得很有必要了。
5.PWM频闪控制器 标准的频闪控制器是控制LED的电压或电流,自身会消耗大量的能量而PWM频闪控制器是基于不同的原理:光源亮度是由脉冲宽度调控的PWM控制器不影响最大电流而只是开和关(很高频率)LED的亮度有开启的百分比控制,电流是最大电流,由欧姆定律I=U/R决定。
依据LED指标,需要一个分流电阻(上拉电阻)来驱动LED光源因此控制器很难产生功率消耗(1)PWM驱动的优点超精细的光源亮度调控(脉宽最低可以设到ns级)很少的功率消耗(延长光源寿命) 通过光源调制进行曝光控制成为可能
(2)PWM驱动的缺点需要分流电阻(上拉电阻)6.集成了频闪控制器的工业相机 工业相机有相同的功能-总是抓取相似的图像(良好的照明环境下)因为总是需要一个光源控制器,所以集成频闪控制器到相机就很有意义。
集成光源控制器到相机的优点:大大节省布线的精力不需要额外的频闪控制器不需要频闪控制器的SDK集成到应用程序中从长远看,不需要依赖特定的光源控制器最小化相机与控制器的空间要求更少的部件提高后续维护的透明化
照明设置与集成频闪控制器 SVS-Vistek已经提供集成多个通道的PWM频闪控制器的工业相机好多年了,使其成为4IO概念的一部分最大可以提供3A的电流,使得相机适用当前大约90%的应用系统集成商更喜欢通过一个SDK同时访问相机和控制器。
使得应用变得透明和精巧:无论空间,布线还是编程,当然最终价格成本也会降低。
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