3D机器视觉系统—光源篇（一）

线激光轮廓传感器摄像头采用的是红外 3D 结构光方案，包含「红外光源+光学组件+红外传感器」等部分，其中最关键的部分就是红外光源。早期3D激光轮廓传感器系统一般都使用 LED 作为红外光源，但是随着 VCSEL 芯片技术的成熟，在精确度、小型化、低功耗、可靠性等角度全方面占优，因而现在常见的 3D 摄像头系统一般都采用 VCSEL 作为红外光源。 

1. 为什么要使用光源
目的
将被测物体与背景尽量明显分别，获得高品质、高对比度的图像
重要性
直接影响处理精度和速度，甚至系统的成败

光源的种类
理想的光源应该是明亮，均匀，稳定的
视觉系统使用的光源主要有三种
高频荧光灯
光纤卤素灯
LED（发光二极管）光源

高频荧光灯
使用寿命约1500－3000小时
优点：扩散性好、适合大面积均匀照射
缺点：响应速度慢，亮度较暗

光纤卤素灯
使用寿命约1000小时
优点：亮度高
缺点：响应速度慢，几乎没有光亮度和色温的变化

LED光源
使用寿命约10000－30000小时
可以使用多个LED达到高亮度，同时可组合不同的形状
响应速度快，波长可以根据用途选择

光源的对比
LED光源的优势
可制成各种形状、尺寸及各种照射角度；
可根据需要制成各种颜色，并可以随时调节亮度；
通过散热装置，散热效果更好，光亮度更稳定；
使用寿命长（约3万小时，间断使用寿命更长）；
反应快捷，可在10微秒或更短的时间内达到最大亮度；
电源带有外触发，可以通过计算机控制，起动速度快，可以用作频闪灯；
运行成本低、寿命长的LED，会在综合成本和性能方面体现出更大的优势；
可根据客户的需要，进行特殊设计。

LED光源的颜色：红色，蓝色，绿色，白色，其他颜色，橙色，红外，紫外
LED光源的光谱
每一种类型的LED都有特别的光谱
CCD摄像机的灵敏度受光谱的影响

ZIVID彩色相机
成像原理 采用高强度白光投影仪和相机进行成像。它们以固定的方向相互排列，投影仪相与相机成一定角度，光栅投射到物体表面，形成点云，简单的结构光方法将单一图案投射到物体上。时间编码结构光将一系列独特的图案投射到物体上，相机为整个编码系列拍摄多张图像。